JPH06152073A - Evaluation of semiconductor laser and semiconductor laser wafer - Google Patents

Evaluation of semiconductor laser and semiconductor laser wafer

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JPH06152073A
JPH06152073A JP31618592A JP31618592A JPH06152073A JP H06152073 A JPH06152073 A JP H06152073A JP 31618592 A JP31618592 A JP 31618592A JP 31618592 A JP31618592 A JP 31618592A JP H06152073 A JPH06152073 A JP H06152073A
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JP
Japan
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semiconductor laser
wafer
laser
laser element
photodiodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP31618592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Sakakibara
靖 榊原
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH06152073A publication Critical patent/JPH06152073A/en
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate evaluation of optical output-current characteristic by having a construction provided with a plurality of phtodiodes arranged in the width direction of a laser element on the front of a resonator of the laser element to the evaluated for performing evaluation by driving a wafer element on wafer. CONSTITUTION:A semiconductor wafer 1 is placed on a wafer pro er, a current is made to flow through a laser element 12 so as to oscillate laser. Then, laser light 10 is radiated from an active region 4 on as to be incident on a plurality of photodiodes arranged in the front of the laser element 12. The photodiode arrays 31-3n are in advance independently impressed by reverse bias voltage so that laser light 10 radiated from the laser element 12 is absorbed by the active region 4 so as to be converted into an optical current. When the photodiodes 3k are subjected to the light having the strongest intensity of laser light 10, light within a radiation angle is received respectively and independently by the photodiodes 3k2... Accordingly, measurement in the on-wafer state is made possible by independently measuring optical currents of the photodiodes 31-3n.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザの評価方
法に関し、特にオンウェハで光出力−電流特性等の評価
を可能とできる半導体レーザの評価方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser evaluation method and, more particularly, to a semiconductor laser evaluation method which enables on-wafer evaluation of optical output-current characteristics and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は半導体レーザ素子のオンウェハ評
価が可能な従来の半導体レーザウェハ構造を示す図であ
り、図7は図6の VII部を拡大した図である。図におい
て、1は半導体ウェハ、2は半導体ウェハ1上に作製さ
れたレーザ素子、4はレーザ素子2の活性領域、5はレ
ーザ素子2の端面、6はレーザ素子を共振器長方向で分
離した溝、8は隣り合うレーザ素子を電気的に分離する
溝である。21はレーザ素子2の上部電極である。12
はレーザ素子2のうちの、以下の説明においてオンウェ
ハ評価されるレーザ素子であり、22はレーザ素子2の
うちの、レーザ素子12に対向する位置に形成されたレ
ーザ素子である。10はレーザ素子12の活性領域4よ
り放射されたレーザ光である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a view showing a conventional semiconductor laser wafer structure capable of on-wafer evaluation of a semiconductor laser device, and FIG. 7 is an enlarged view of a portion VII of FIG. In the figure, 1 is a semiconductor wafer, 2 is a laser element manufactured on the semiconductor wafer 1, 4 is an active region of the laser element 2, 5 is an end face of the laser element 2, and 6 is a laser element separated in the cavity length direction. A groove 8 is a groove for electrically separating adjacent laser elements. Reference numeral 21 is an upper electrode of the laser element 2. 12
Is a laser element of the laser element 2 that is evaluated on-wafer in the following description, and 22 is a laser element of the laser element 2 formed at a position facing the laser element 12. A laser beam 10 is emitted from the active region 4 of the laser element 12.

【0003】次に、従来の半導体レーザウェハの構造及
び従来の半導体レーザの評価方法について説明する。こ
の半導体レーザウェハ1はGaAs又はInP等の化合
物半導体基板上に活性層,クラッド層,電流阻止層,オ
ーミックコンタクト層等の結晶を成長し、その後、ウェ
ハプロセスで電極形成を行ない、素子分離溝6及び8を
形成してウェハ上に複数のレーザ素子2を作製したもの
である。レーザ素子2は寸法としては、例えば長さ30
0μm幅300μm程度であり、前後のレーザ素子とは
エッチング溝6で電気的、かつ光学的に分離され、隣り
合うレーザ素子とはエッチング溝8で電気的に分離され
ている。特にレーザ素子を共振器長方向で分離する溝6
は、これにより形成されるレーザ素子の端面5がウェハ
表面に対し垂直な鏡面となりレーザ共振器端面として働
くよう、ドライエッチでウェハ表面に対し垂直に形成さ
れる。分離溝6は通常、深さ10μm程度、幅20〜5
0μm程度である。レーザ素子2は前後の分離溝6及び
隣り合う分離溝8を隔てて、ウェハ1全面に形成されて
いる。このレーザウェハ1を用いたオンウェハ評価は次
のようにして行う。
Next, a structure of a conventional semiconductor laser wafer and a conventional method for evaluating a semiconductor laser will be described. In this semiconductor laser wafer 1, crystals such as an active layer, a clad layer, a current blocking layer and an ohmic contact layer are grown on a compound semiconductor substrate such as GaAs or InP, and then electrodes are formed by a wafer process to form an element isolation groove 6 and 8 is formed to produce a plurality of laser elements 2 on the wafer. The laser element 2 has a dimension of, for example, a length of 30.
It has a width of 0 μm and a width of about 300 μm, and is electrically and optically separated from the front and rear laser elements by the etching groove 6, and is electrically separated from the adjacent laser element by the etching groove 8. Particularly, the groove 6 for separating the laser element in the cavity length direction.
Is formed by dry etching so as to be perpendicular to the wafer surface so that the end surface 5 of the laser element formed thereby becomes a mirror surface perpendicular to the wafer surface and functions as a laser resonator end surface. The separation groove 6 is usually about 10 μm deep and 20 to 5 wide.
It is about 0 μm. The laser element 2 is formed on the entire surface of the wafer 1 with the front and rear separation grooves 6 and the adjacent separation grooves 8 separated from each other. On-wafer evaluation using this laser wafer 1 is performed as follows.

【0004】ウェハをプローバの上に置き、レーザ素子
12に電流を流してレーザ動作をさせる。レーザは発振
すると、活性領域4からレーザ光10を放射する。とこ
ろで、レーザ素子2は電流を流すとレーザとして働く
が、逆バイアスの電圧をかけた状態で活性領域に光を受
けると、光を吸収してこれを電流に変換するので、ホト
ダイオードとしても働く。そこで、レーザ素子12の前
に配置されたレーザ素子22をホトダイオードとして用
いると、レーザ素子12の発振の前後においてレーザ素
子22で検出される光電流が急激に変化するので、オン
ウェハでレーザの発振を確認すること、及び発振しきい
値電流を測定することが可能である。各レーザ素子は上
述のようにオンウェハ評価された後、チップ単位に分割
されて使用される。
A wafer is placed on a prober, and a current is passed through the laser element 12 to operate the laser. When the laser oscillates, it emits laser light 10 from the active region 4. By the way, the laser element 2 functions as a laser when a current is applied, but when light is received by the active region while a reverse bias voltage is applied, the laser element 2 absorbs the light and converts it into a current, and thus also functions as a photodiode. Therefore, if the laser element 22 arranged in front of the laser element 12 is used as a photodiode, the photocurrent detected by the laser element 22 changes rapidly before and after the oscillation of the laser element 12, so that the laser oscillation is performed on-wafer. It is possible to confirm and measure the oscillation threshold current. Each laser element is subjected to on-wafer evaluation as described above, and then divided into chips and used.

【0005】ところで、上述のオンウェハ評価では、レ
ーザ光は、図8に示すように、レーザ素子端面から広が
りをもって出射される。また、レーザ特性を評価する一
つの要素として光出力−電流特性があるが、横モードの
不安定性から、この光出力−電流特性に非直線性(キン
ク)が生ずる場合がある。しかしながら、レーザ素子2
2のホトダイオードとしての動作はレーザ光を受光する
活性領域4の幅が、例えば2μm程度と小さいので、レ
ーザ光の最も強度の強い部分の一部を吸収して光電流に
変換する程度の動作であり、このため、この従来のオン
ウェハ評価方法では、レーザ光の放射パターンの評価、
光出力−電流特性の評価をすることができない。
By the way, in the above-described on-wafer evaluation, the laser light is emitted from the end face of the laser element with a spread as shown in FIG. Further, there is a light output-current characteristic as one element for evaluating the laser characteristics, but there is a case where nonlinearity (kink) occurs in the light output-current characteristic due to instability of the transverse mode. However, the laser device 2
Since the width of the active region 4 for receiving the laser light is small, for example, about 2 μm, the operation of the photodiode 2 of FIG. 2 is an operation of absorbing a part of the strongest portion of the laser light and converting it into a photocurrent. Therefore, in this conventional on-wafer evaluation method, the evaluation of the radiation pattern of the laser light,
The optical output-current characteristics cannot be evaluated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザの
オンウェハによる評価方法は、以上のように半導体ウェ
ハ上に、一対の共振器端面が形成され、隣接する素子同
士を溝により電気的に分離したレーザ素子列を複数本並
列して配置した半導体レーザウェハの状態で、対向する
位置に形成されたレーザ素子をホトダイオードとして用
いて行なうため、光出力−電流特性の良否を判定するの
は難しく、また、レーザ光の放射パターンの評価ができ
ない等の問題点があった。
According to the conventional on-wafer evaluation method for semiconductor lasers, a pair of resonator end faces are formed on a semiconductor wafer as described above, and adjacent elements are electrically separated by a groove. In the state of a semiconductor laser wafer in which a plurality of laser element rows are arranged in parallel, since it is performed by using the laser element formed at the opposing position as a photodiode, it is difficult to determine the quality of the optical output-current characteristics, and There is a problem that the radiation pattern of the laser beam cannot be evaluated.

【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、オンウェハで半導体レーザ素子
の光出力−電流特性及び放射パターンの評価を行なうこ
とのできる半導体レーザの評価方法、及びこれを実施す
る半導体レーザウェハを得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and a semiconductor laser evaluation method capable of evaluating the optical output-current characteristics and the radiation pattern of a semiconductor laser device on-wafer, and The purpose is to obtain a semiconductor laser wafer for carrying out this.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザの評価方法は、半導体レーザ素子が作製された半導
体レーザウェハを、半導体ウェハ上の、上記半導体レー
ザ素子の共振器端面から所定の距離を隔てた位置に、そ
の光入射面が上記半導体レーザ素子の共振器端面に対向
するように上記半導体レーザ素子の幅方向に配列された
各々独立に駆動可能な複数のホトダイオードを備えた構
造とし、オンウェハ状態で上記半導体レーザ素子を駆動
させ、該半導体レーザ素子の共振器端面に対向して配置
された上記複数のホトダイオードの各出力を検出して半
導体レーザ素子の評価を行なうようにしたものである。
According to a semiconductor laser evaluation method of the present invention, a semiconductor laser wafer on which a semiconductor laser element is manufactured is separated by a predetermined distance from a cavity facet of the semiconductor laser element on the semiconductor wafer. At a position, a structure is provided with a plurality of independently drivable photodiodes arranged in the width direction of the semiconductor laser device so that the light incident surface thereof faces the cavity end face of the semiconductor laser device, and is in an on-wafer state. In order to evaluate the semiconductor laser element, the semiconductor laser element is driven to detect each output of the plurality of photodiodes arranged to face the cavity end face of the semiconductor laser element.

【0009】また、この発明に係る半導体レーザの評価
方法は、さらに、上記半導体レーザウェハを、上記複数
のホトダイオードを挟んで上記半導体レーザ素子と対向
する位置に、他の半導体レーザ素子を備えた構造とし、
オンウェハ状態で上記他の半導体レーザ素子を駆動さ
せ、該他の半導体レーザ素子の共振器端面に対向して配
置された上記複数のホトダイオードの各出力を検出して
上記他の半導体レーザ素子の評価を行なうようにしたも
のである。
The semiconductor laser evaluation method according to the present invention further has a structure in which the semiconductor laser wafer is provided with another semiconductor laser element at a position facing the semiconductor laser element with the plurality of photodiodes interposed therebetween. ,
The other semiconductor laser device is driven in an on-wafer state, and the outputs of the plurality of photodiodes arranged facing the cavity end face of the other semiconductor laser device are detected to evaluate the other semiconductor laser device. It was something that I was supposed to do.

【0010】また、この発明に係る半導体レーザウェハ
は、半導体ウェハ上に、個々のチップに分割されて使用
される半導体レーザ素子が複数個形成されたものにおい
て、上記半導体ウェハ上の、上記半導体レーザ素子の共
振器端面から所定の距離を隔てた位置に、その光入射面
が上記半導体レーザ素子の共振器端面に対向するように
上記半導体レーザ素子の幅方向に配列された各々独立に
駆動可能な複数のホトダイオードを備えたものである。
A semiconductor laser wafer according to the present invention is a semiconductor laser wafer in which a plurality of semiconductor laser elements used by being divided into individual chips are formed on the semiconductor wafer. A plurality of independently drivable elements that are arranged in the width direction of the semiconductor laser device at positions separated from the resonator end face by a predetermined distance so that the light incident surface faces the resonator end face of the semiconductor laser device. It is equipped with a photodiode.

【0011】[0011]

【作用】この発明においては、半導体レーザウェハを、
評価するレーザ素子の共振器端面前方に該レーザ素子の
幅方向に配列された複数のホトダイオードを備えた構造
として、レーザ素子をオンウェハで駆動して評価を行な
うようにしたので、レーザ素子幅方向に拡がったレーザ
発振光をレーザ素子幅方向に異なる位置で別々に受光す
ることが可能となり、オンウェハでレーザ発振光の放射
パターンを評価できるとともに、受光領域を大きくでき
るため、光出力−電流特性の評価を容易とできる。
In the present invention, the semiconductor laser wafer is
As a structure provided with a plurality of photodiodes arranged in the width direction of the laser element in front of the cavity end face of the laser element to be evaluated, the laser element was driven on-wafer for evaluation, so that the laser element was measured in the width direction of the laser element. It is possible to separately receive the spread laser oscillation light at different positions in the laser element width direction, and the radiation pattern of the laser oscillation light can be evaluated on-wafer, and the light receiving area can be enlarged, so the optical output-current characteristics can be evaluated. Can be easy.

【0012】また、この発明においては、さらに、上記
半導体レーザウェハを、上記複数のホトダイオードを挟
んで上記半導体レーザ素子と対向する位置に、他の半導
体レーザ素子を備えた構造とし、オンウェハ状態で上記
他の半導体レーザ素子を駆動させ、該他の半導体レーザ
素子の共振器端面に対向して配置された上記複数のホト
ダイオードの各出力を検出して上記他の半導体レーザ素
子の評価を行なうようにしたから、ホトダイオードの利
用効率を2倍とすることができ、より多くの半導体レー
ザ素子をウェハ上に作製することができる。
Further, in the present invention, the semiconductor laser wafer further has a structure in which another semiconductor laser element is provided at a position facing the semiconductor laser element with the plurality of photodiodes sandwiched therebetween, and the other semiconductor laser element is in an on-wafer state. Since the semiconductor laser device is driven to detect the respective outputs of the plurality of photodiodes arranged facing the cavity end face of the other semiconductor laser device, the other semiconductor laser device is evaluated. The utilization efficiency of the photodiode can be doubled, and more semiconductor laser devices can be manufactured on the wafer.

【0013】また、この発明においては、半導体ウェハ
上の、上記半導体レーザ素子の共振器端面から所定の距
離を隔てた位置に、その光入射面が上記半導体レーザ素
子の共振器端面に対向するように上記半導体レーザ素子
の幅方向に配列された各々独立に駆動可能な複数のホト
ダイオードを備えた構造としたので、オンウェハでレー
ザ発振光の放射パターンを評価できるとともに、受光領
域を大きくできるため、光出力−電流特性の評価を容易
とできる。
According to the present invention, the light incident surface of the semiconductor wafer faces the cavity end surface of the semiconductor laser element at a position spaced a predetermined distance from the cavity end surface of the semiconductor laser element. Since the structure is provided with a plurality of photodiodes that can be independently driven and are arranged in the width direction of the semiconductor laser device, the radiation pattern of the laser oscillation light can be evaluated on-wafer, and the light receiving area can be increased. The output-current characteristics can be easily evaluated.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

実施例1.図1はこの発明の第1の実施例による半導体
レーザの評価方法を実施する半導体レーザウェハ構造を
示す図であり、図2は図1中のIIで示す部分を拡大した
図である。図1,図2において、図5,図6と同一符号
は同一又は相当部分であり、3はレーザ素子2のレーザ
光出射端面5に対向する位置に形成されたホトダイオー
ド、7はレーザ素子2とホトダイオード3をレーザの共
振器方向で分離した溝、9は隣り会うホトダイオード3
を電気的に分離した溝、14はホトダイオード3の活性
領域である。
Example 1. 1 is a diagram showing a semiconductor laser wafer structure for carrying out a semiconductor laser evaluation method according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion indicated by II in FIG. In FIGS. 1 and 2, the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 6 are the same or corresponding portions, 3 is a photodiode formed at a position facing the laser light emitting end face 5 of the laser element 2, and 7 is a laser element 2. A groove which separates the photodiode 3 in the direction of the resonator of the laser, and 9 is the adjacent photodiode 3
Is an electrically isolated groove, and 14 is an active region of the photodiode 3.

【0015】また図3は本実施例のオンウェハ評価の動
作を説明するための図であり、図において、31 〜3n
は評価されるレーザ素子12の前方に形成されたホトダ
イオードである。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the on-wafer evaluation of this embodiment. In the figure, 3 1 to 3 n are shown.
Is a photodiode formed in front of the laser element 12 to be evaluated.

【0016】次に、本実施例の評価方法を実施するウェ
ハ構造について説明する。半導体ウェハ1はGaAs又
はInP基板等の化合物半導体基板上に、活性層,クラ
ッド層,電流ブロック層,オーミックコンタクト層等を
結晶成長し、同一ウェハ上に半導体レーザ素子2及びホ
トダイオード3のアレイを形成したものである。図1よ
りわかるように、1列に配列されたレーザ素子2と1列
に配列されたホトダイオード3のアレイがウェハ1上に
交互に配置されて形成されている。ここで、説明のため
に、半導体ウェハ1をInGaAsP/InP系のウェ
ハと仮定する。レーザ素子2をInGaAsP/InP
レーザとし、その寸法は、例えば幅300μm×長さ3
00μmであり、活性領域4の幅は1〜2μm程度であ
る。ホトダイオード3の寸法は、例えば幅5μm×長さ
100μmとし、隣りのホトダイオード3との分離溝9
は、例えば幅を3μmとする。この場合、ホトダイオー
ド3のアレイが分離溝7を隔ててレーザ素子2の前方に
配置されたことになる。レーザ素子2の端面5は従来例
と同様にドライエッチ等で垂直な鏡面が形成されてい
る。ここで、例として、分離溝7の幅(レーザ素子2と
ホトダイオード3の間隔)が100μmとする。
Next, a wafer structure for carrying out the evaluation method of this embodiment will be described. For a semiconductor wafer 1, an active layer, a clad layer, a current blocking layer, an ohmic contact layer and the like are crystal-grown on a compound semiconductor substrate such as a GaAs or InP substrate to form an array of semiconductor laser elements 2 and photodiodes 3 on the same wafer. It was done. As can be seen from FIG. 1, an array of laser elements 2 arranged in one row and photodiodes 3 arranged in one row is alternately formed on the wafer 1. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the semiconductor wafer 1 is an InGaAsP / InP-based wafer. Laser element 2 is made of InGaAsP / InP
The size of the laser is, for example, 300 μm width × 3 length
The width of the active region 4 is about 1 to 2 μm. The size of the photodiode 3 is, for example, 5 μm in width × 100 μm in length, and the separation groove 9 from the adjacent photodiode 3 is used.
Has a width of 3 μm, for example. In this case, the array of photodiodes 3 is arranged in front of the laser element 2 with the separation groove 7 interposed therebetween. The end surface 5 of the laser element 2 has a vertical mirror surface formed by dry etching or the like as in the conventional example. Here, as an example, the width of the separation groove 7 (distance between the laser element 2 and the photodiode 3) is 100 μm.

【0017】次に、このウェハを用いたオンウェハ評価
方法について説明する。半導体ウェハ1をウェハプロー
バの上に置き、レーザ素子12に電流を流し、レーザ発
振させる。発振すると、レーザ光10が活性領域4より
放射され、レーザ素子12の前方に配置された複数のホ
トダイオードに入射する。図3において、ホトダイオー
ドアレイ31 〜3n は予め独立に逆バイアス電圧を印加
しておくことにより、レーザ素子12から放射されるレ
ーザ光10はそれぞれの活性領域14で吸収され光電流
に変換される。ここで、InGaAsP/InPレーザ
の水平方向の放射角(半値全角)の典型例としては25
°程度が挙げられ、この場合を考えると、ホトダイオー
ド3の位置、即ちレーザ出射端面から100μm離れた
位置でのレーザ光の放射角内の幅は44μm程度とな
る。従って、ホトダイオードの幅及びホトダイオード間
の分離溝の幅を上述の寸法とした場合、複数のホトダイ
オードのうち、5.5個が放射角内に位置することにな
る。レーザ光10の強度の最も強い光をホトダイオード
3kが受けるとすると、放射角内の光をホトダイオード
3k2,3k-1 ,3k ,3k+1 ,3k+2 でそれぞれ独立に
受けることになる。また、放射角の外側に広がった弱い
光を上記ホトダイオード3k-2 〜3k+2 の外側に配置さ
れたホトダイオード31 〜3k-3 及び3k+3 〜3n によ
りそれぞれ独立に受けることになる。従って、ホトダイ
オード31 〜3n の光電流をそれぞれ独立に測定するこ
とにより、レーザ素子12で発振したレーザ光10の水
平方向の放射パターンの概略がオンウェハ状態で測定可
能となる。また、レーザ素子12の端面に対向して配置
されたすべてのホトダイオード31 〜3n (上述の寸法
によれば、約37個のホトダイオード)の光電流を足し
合わせることにより、従来例に比べて大きな光電流を得
ることができるので、単に発振しきい値電流を測定する
だけでなく、光出力−電流特性の概略もオンウェハ状態
で測定可能である。また、レーザ動作において光出力−
電流特性の非直線性(キンク)が現れる場合、この非直
線部分では図9に示すように横モードの移動が生ずる。
従って、上記オンウェハ評価動作において、光出力を増
加させながら、それぞれのホトダイオード31 〜3n の
光電流の変化を測定することにより、光出力のキンクの
発生もオンウェハで評価が可能である。さらに、上記の
評価より判定基準と照らし合わせてオンウェハで半導体
レーザの光学特性の良品チップ選別が可能となる。
Next, an on-wafer evaluation method using this wafer will be described. The semiconductor wafer 1 is placed on a wafer prober, and a current is passed through the laser element 12 to cause laser oscillation. When oscillated, the laser light 10 is emitted from the active region 4 and is incident on a plurality of photodiodes arranged in front of the laser element 12. In FIG. 3, by applying a reverse bias voltage to the photodiode arrays 3 1 to 3 n independently in advance, the laser light 10 emitted from the laser element 12 is absorbed in each active region 14 and converted into a photocurrent. . Here, as a typical example of the horizontal radiation angle (full width at half maximum) of the InGaAsP / InP laser, 25
Considering this case, the width within the radiation angle of the laser light at the position of the photodiode 3, that is, at the position 100 μm away from the laser emission end face is about 44 μm. Therefore, if the width of the photodiode and the width of the separation groove between the photodiodes are set to the above-mentioned dimensions, 5.5 of the plurality of photodiodes will be located within the radiation angle. If the photodiode 3k receives the light with the highest intensity of the laser light 10, the light within the radiation angle will be received independently by the photodiodes 3k2, 3k-1, 3k, 3k + 1, 3k + 2. Further, the weak light which spreads to the outside of the emission angle is independently received by the photodiodes 3 1 to 3k-3 and 3k + 3 to 3n arranged outside the photodiodes 3k-2 to 3k + 2. Therefore, by independently measuring the photocurrents of the photodiodes 3 1 to 3 n, the horizontal radiation pattern of the laser light 10 oscillated by the laser element 12 can be roughly measured in an on-wafer state. Further, by adding the photocurrents of all the photodiodes 3 1 to 3 n (about 37 photodiodes according to the above dimensions) arranged so as to face the end face of the laser element 12, a larger photocurrent than the conventional example is obtained. Since the photocurrent can be obtained, not only the oscillation threshold current can be measured but also the outline of the optical output-current characteristics can be measured in the on-wafer state. Also, the optical output during laser operation −
In the case where the non-linearity (kink) of the current characteristic appears, the transverse mode movement occurs in this non-linear portion as shown in FIG.
Therefore, in the on-wafer evaluation operation, while increasing the light output, by measuring the change of the photocurrent of each of the photodiodes 3 1 3n, kink light output can also be evaluated in the on-wafer. Further, it is possible to select good chips having the optical characteristics of the semiconductor laser on-wafer by checking the above-mentioned evaluation against the determination standard.

【0018】なお、上記実施例では、ホトダイオード3
の幅を5μm、隣り合うホトダイオード3間の分離溝9
の幅を3μm、レーザ素子2とホトダイオード3の間の
分離溝7の幅を100μm、レーザ光10の水平方向の
放射角を25°として説明したが、ホトダイオード3の
幅をx,隣り合うホトダイオード3間の分離溝9の幅を
y,レーザ素子2とホトダイオード3の間の分離溝7の
幅をz,レーザ光10の水平方向の放射角をθ,放射角
内に入るホトダイオード3の数をnとすると、これらの
間にはn・(x+y)=2z・tan(θ/2)の関係
があり、測定の分解能を上げるためには、nを大きくす
るようにx,y,zを設定すればよい。また、θの異な
るレーザに対しては、評価に適したx,y,zの設定を
行なってウェハを作製すればよい。
In the above embodiment, the photodiode 3
Has a width of 5 μm, and the separation groove 9 between the adjacent photodiodes 3 is
Is 3 μm, the width of the separation groove 7 between the laser element 2 and the photodiode 3 is 100 μm, and the horizontal emission angle of the laser beam 10 is 25 °. However, the width of the photodiode 3 is x, and the adjacent photodiodes 3 are The width of the separation groove 9 between them is y, the width of the separation groove 7 between the laser element 2 and the photodiode 3 is z, the horizontal radiation angle of the laser beam 10 is θ, and the number of the photodiodes 3 that fall within the radiation angle is n. Then, there is a relationship of n · (x + y) = 2z · tan (θ / 2) between them, and in order to increase the resolution of measurement, it is necessary to set x, y, z so that n is increased. Good. Further, for lasers having different θ, it is sufficient to set x, y, and z suitable for evaluation to manufacture a wafer.

【0019】実施例2.図4はこの発明の第2の実施例
による半導体レーザの評価方法に用いる半導体レーザウ
ェハ構造を示す図であり、図5は図4中のVに示す部分
を拡大した図である。図において、図1,図2と同一符
号は同一又は相当部分であり、32はホトダイオード3
のアレイに対してレーザ素子12と反対側の対称の位置
に配置したレーザ素子、100はレーザ素子32から放
射されるレーザ光である。
Example 2. FIG. 4 is a diagram showing a semiconductor laser wafer structure used in the method for evaluating a semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an enlarged diagram of a portion indicated by V in FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG.
The laser element 100 is arranged at a symmetrical position on the opposite side to the laser element 12 with respect to the array No.

【0020】本第2の実施例による半導体ウェハ1は、
図4に示すように、1列のホトダイオード3のアレイ
と、その両側に対称の位置関係に配置したそれぞれ1列
ずつのレーザ素子2のアレイとの計3列の素子列を1組
として、この組をウェハ全体に配置して形成されてい
る。ここで、レーザ素子12とホトダイオード3のアレ
イの動作及び効果は上記第1の実施例と全く同じであ
る。本実施例では、さらに、ホトダイオード3のアレイ
に対してレーザ素子12と反対側に配置されたレーザ素
子32の光学特性のオンウェハ評価をホトダイオード3
のアレイに反対側からレーザ光30を入射して行うこと
が可能である。
The semiconductor wafer 1 according to the second embodiment is
As shown in FIG. 4, one array of photodiodes 3 and one array of laser elements 2 arranged symmetrically on both sides of the array are used as a set of three element rows. The set is formed over the entire wafer. Here, the operation and effect of the array of the laser element 12 and the photodiode 3 are exactly the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, the on-wafer evaluation of the optical characteristics of the laser element 32 arranged on the side opposite to the laser element 12 with respect to the array of photodiodes 3 is further performed.
Laser beam 30 from the opposite side to the array can be performed.

【0021】このように本第2の実施例では、ホトダイ
オードアレイ1列に対しレーザ素子列を2列ずつ配置す
る構成とし、ホトダイオード3を前後両側から使うよう
にしたので、評価に用いるホトダイオードアレイの利用
効率を2倍にでき、上記第1の実施例に比べてウェハ上
に多くのレーザ素子を配置することが可能であり、生産
性を向上できる。
As described above, in the second embodiment, two rows of laser elements are arranged for one row of the photodiode array, and the photodiodes 3 are used from the front and back sides. The utilization efficiency can be doubled, more laser elements can be arranged on the wafer as compared with the first embodiment, and the productivity can be improved.

【0022】なお、上記第1の実施例ではホトダイオー
ド3のレーザ光を受光する側の端面に、上記第2の実施
例ではホトダイオード3の両端面に無反射(低反射)コ
ーティングを施したウェハ構造を作製すると、ホトダイ
オードの受光量が増加し、光学特性のオンウェハ評価を
より正確に行なうことが可能となる。
Incidentally, in the first embodiment, the wafer structure in which the end face of the photodiode 3 on the side for receiving the laser light is coated with a non-reflective (low reflection) coating on both end faces of the photodiode 3 in the second embodiment. When the above is manufactured, the amount of light received by the photodiode increases, and it becomes possible to more accurately perform on-wafer evaluation of optical characteristics.

【0023】また、上記実施例では、InGaAsP/
InP系の半導体レーザウェハを例に説明したが、材料
としては、他の化合物半導体を用いた半導体レーザウェ
ハの場合でもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
In the above embodiment, InGaAsP /
Although an InP-based semiconductor laser wafer has been described as an example, a semiconductor laser wafer using another compound semiconductor may be used as a material, and the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体レーザウェハを、評価するレーザ素子の共振器端面前
方に該レーザ素子幅方向に配列された複数のホトダイオ
ードを備えた構造として、レーザ素子をオンウェハで駆
動して評価を行なうようにしたので、レーザ素子幅方向
に拡がったレーザ発振光をレーザ素子幅方向に異なる位
置で別々に受光することが可能となり、オンウェハでレ
ーザ発振光の放射パターンを評価でき、オンウェハで良
品素子の選別ができるとともに、受光領域を大きくでき
るため、光出力−電流特性の評価を容易とできる効果が
ある。
As described above, according to the present invention, a semiconductor laser wafer is provided with a plurality of photodiodes arranged in the laser element width direction in front of the end face of the resonator of the laser element to be evaluated. Since it is driven on-wafer for evaluation, it is possible to separately receive the laser oscillation light expanded in the laser element width direction at different positions in the laser element width direction. Can be evaluated, and non-defective devices can be selected on-wafer, and the light receiving area can be increased, so that there is an effect that the optical output-current characteristics can be easily evaluated.

【0025】また、この発明によれば、さらに、上記半
導体レーザウェハを、上記複数のホトダイオードを挟ん
で上記半導体レーザ素子と対向する位置に、他の半導体
レーザ素子を備えた構造とし、オンウェハ状態で上記他
の半導体レーザ素子をも駆動させ、該他の半導体レーザ
素子の共振器端面に対向して配置された上記複数のホト
ダイオードの各出力を検出して上記他の半導体レーザ素
子の評価をも行なうようにしたから、ホトダイオードの
利用効率を2倍とすることができ、より多くの半導体レ
ーザ素子をウェハ上に作製することができる効果があ
る。
Further, according to the present invention, the semiconductor laser wafer is further provided with another semiconductor laser element at a position facing the semiconductor laser element with the plurality of photodiodes sandwiched therebetween, and the semiconductor laser wafer is in an on-wafer state. Another semiconductor laser element is also driven, and the outputs of the plurality of photodiodes arranged facing the cavity end face of the other semiconductor laser element are detected to evaluate the other semiconductor laser element. Therefore, the utilization efficiency of the photodiode can be doubled, and more semiconductor laser elements can be manufactured on the wafer.

【0026】また、この発明によれば、半導体ウェハ上
に、個々のチップに分割されて使用される半導体レーザ
素子が複数個形成された半導体レーザウェハにおいて、
上記半導体ウェハ上の、上記半導体レーザ素子の共振器
端面から所定の距離を隔てた位置に、その光入射面が上
記半導体レーザ素子の共振器端面に対向するように上記
半導体レーザ素子の幅方向に配列された各々独立に駆動
可能な複数のホトダイオードを備えた構造としたので、
半導体レーザ素子のレーザ発振光の放射パターン,光出
力−電流特性の評価をオンウェハで行なうことができる
効果がある。
Further, according to the present invention, in a semiconductor laser wafer in which a plurality of semiconductor laser elements used by being divided into individual chips are formed on the semiconductor wafer,
On the semiconductor wafer, at a position separated from the cavity end surface of the semiconductor laser element by a predetermined distance, in the width direction of the semiconductor laser element so that the light incident surface faces the cavity end surface of the semiconductor laser element. Since it has a structure with a plurality of photodiodes that can be independently driven and arranged,
There is an effect that the radiation pattern of the laser oscillation light of the semiconductor laser device and the optical output-current characteristics can be evaluated on-wafer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1の実施例による半導体レーザの
評価方法に用いる半導体レーザウェハ構造を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor laser wafer structure used in a semiconductor laser evaluation method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のII部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion II in FIG.

【図3】第1の実施例による半導体レーザの評価方法の
オンウェハ評価の動作を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an on-wafer evaluation operation of the semiconductor laser evaluation method according to the first embodiment.

【図4】この発明の第2の実施例による半導体レーザの
評価方法に用いる半導体レーザウェハの構造を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a semiconductor laser wafer used in a method for evaluating a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4のV部の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a V portion of FIG.

【図6】従来のオンウェハ評価が可能な半導体レーザウ
ェハの構造を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a structure of a conventional semiconductor laser wafer capable of on-wafer evaluation.

【図7】図6の VII部の拡大図である。7 is an enlarged view of part VII of FIG.

【図8】従来の半導体レーザの評価方法におけるオンウ
ェハ評価の動作を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an on-wafer evaluation operation in a conventional semiconductor laser evaluation method.

【図9】光出力を増加させた際に横モード移動が生ずる
様子を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing how transverse mode movement occurs when the optical output is increased.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ウェハ 2 レーザ素子 3 ホトダイオード 7 レーザ素子とホトダイオードとの分離溝 8 隣り合うレーザ素子間の分離溝 9 隣り合うホトダイオード間の分離溝 12 レーザ素子 32 レーザ素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Laser element 3 Photodiode 7 Separation groove between laser element and photodiode 8 Separation groove between adjacent laser elements 9 Separation groove between adjacent photodiodes 12 Laser element 32 Laser element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体ウェハ上に作製された後、個々の
チップに分割されて使用される半導体レーザ素子を評価
する半導体レーザの評価方法において、 上記半導体レーザ素子が作製された半導体レーザウェハ
を、半導体ウェハ上の、上記半導体レーザ素子の共振器
端面から所定の距離を隔てた位置に、その光入射面が上
記半導体レーザ素子の共振器端面に対向するように上記
半導体レーザ素子の幅方向に配列された各々独立に駆動
可能な複数のホトダイオードを備えた構造とし、 オンウェハ状態で上記半導体レーザ素子を駆動させ、該
半導体レーザ素子の共振器端面に対向して配置された上
記複数のホトダイオードの各出力を検出して半導体レー
ザ素子の評価を行なうことを特徴とする半導体レーザの
評価方法。
1. A semiconductor laser evaluation method for evaluating a semiconductor laser device, which is formed on a semiconductor wafer and then divided into individual chips to be used, wherein the semiconductor laser device on which the semiconductor laser device is prepared is Arranged in a width direction of the semiconductor laser device on the wafer at a position separated from the resonator end face of the semiconductor laser device by a predetermined distance so that the light incident surface faces the resonator end face of the semiconductor laser device. In addition, each semiconductor laser element is driven in an on-wafer state, and each output of the plurality of photodiodes arranged opposite to the cavity end face of the semiconductor laser element is driven. A method for evaluating a semiconductor laser, which comprises detecting and evaluating the semiconductor laser element.
【請求項2】 請求項1記載の半導体レーザの評価方法
において、 上記半導体レーザウェハは、上記複数のホトダイオード
を挟んで上記半導体レーザ素子と対向する位置に、他の
半導体レーザ素子をさらに備えた構造を有し、 オンウェハ状態で上記他の半導体レーザ素子を駆動さ
せ、該他の半導体レーザ素子の共振器端面に対向して配
置された上記複数のホトダイオードの各出力を検出して
上記他の半導体レーザ素子の評価をもさらに行なうこと
を特徴とする半導体レーザの評価方法。
2. The method for evaluating a semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser wafer further comprises another semiconductor laser element at a position facing the semiconductor laser element with the plurality of photodiodes sandwiched therebetween. And driving the other semiconductor laser device in an on-wafer state, detecting each output of the plurality of photodiodes arranged facing the cavity end face of the other semiconductor laser device, and detecting the other semiconductor laser device. A method for evaluating a semiconductor laser, which further comprises:
【請求項3】 請求項1又は2記載の半導体レーザの評
価方法において、上記ホトダイオードの光入射面に無反
射又は低反射コーティングを施した状態で、上記半導体
レーザ素子又は他の半導体レーザ素子の評価を行なうこ
とを特徴とする半導体レーザの評価方法。
3. The method for evaluating a semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser device or another semiconductor laser device is evaluated with a non-reflective or low-reflective coating applied to the light incident surface of the photodiode. A method for evaluating a semiconductor laser, which comprises:
【請求項4】 半導体ウェハ上に、個々のチップに分割
されて使用される半導体レーザ素子が複数個形成された
半導体レーザウェハにおいて、 上記半導体ウェハ上の、上記半導体レーザ素子の共振器
端面から所定の距離を隔てた位置に、その光入射面が上
記半導体レーザ素子の共振器端面に対向するように上記
半導体レーザ素子の幅方向に配列された各々独立に駆動
可能な複数のホトダイオードを備えたことを特徴とする
半導体レーザウェハ。
4. A semiconductor laser wafer in which a plurality of semiconductor laser devices, which are used by being divided into individual chips, are formed on a semiconductor wafer, wherein a predetermined distance from a cavity end face of the semiconductor laser device on the semiconductor wafer is provided. A plurality of independently drivable photodiodes arranged in the width direction of the semiconductor laser device so that their light incident surfaces face the cavity end faces of the semiconductor laser device are provided at positions spaced apart from each other. Characteristic semiconductor laser wafer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110017971A (en) * 2019-05-21 2019-07-16 深圳市杰普特光电股份有限公司 Laser bar photoelectric detection system

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