JPH07176821A - Semiconductor laser and its manufacture - Google Patents
Semiconductor laser and its manufactureInfo
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- JPH07176821A JPH07176821A JP32000393A JP32000393A JPH07176821A JP H07176821 A JPH07176821 A JP H07176821A JP 32000393 A JP32000393 A JP 32000393A JP 32000393 A JP32000393 A JP 32000393A JP H07176821 A JPH07176821 A JP H07176821A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、光デ
ィスク、光応用計測等において光源として用いられる半
導体レーザ装置、特にＩＩ−ＶＩ族半導体レーザ装置の
長寿命化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 device used as a light source in a laser printer, an optical disk, optical measurement and the like, and more particularly to extending the life of a II-VI semiconductor laser device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ディスク・プレーヤ、レーザプリンタ
等の光情報処理装置や各種計測装置のの光源として、短
波長レーザ光源の開発が進められている。短波長レーザ
光を得る第１の方法として、例えば従来から広く用いら
れているＡｌＧａＡｓ系ＩＩＩ−Ｖ族の半導体レーザで
固体レーザ媒質（Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ4等）を
励起し、発振した近赤外光を基本波とし、第２次高調波
発生素子を用いてその第２次高調波である緑や青のレー
ザ光を得る方法がある。また、第２の方法として、ＩＩ
−ＶＩ族の半導体レーザを直接発振させ、緑や青のレー
ザ光を得る方法もある。2. Description of the Related Art A short wavelength laser light source is being developed as a light source for optical information processing devices such as optical disk players and laser printers and various measuring devices. As a first method for obtaining short-wavelength laser light, a solid laser medium (Nd: YAG, Nd: YVO 4, etc.) is excited and oscillated by, for example, an AlGaAs III-V group semiconductor laser which has been widely used in the past. There is a method of using near-infrared light as a fundamental wave and using a second harmonic generation element to obtain green or blue laser light that is the second harmonic. As a second method, II
There is also a method of directly oscillating a -VI group semiconductor laser to obtain green or blue laser light.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】第１の方法は、従来か
ら実績のあるＩＩＩ−Ｖ族半導体レーザを利用できるた
め信頼性が高く、また比較的容易に数ｍＷ〜数十ｍＷの
第２次高調波出力を得られるため、光情報処理装置等の
光源として十分な出力を誇る。しかしながら、第２次高
調波を効率よく発振させるために、第２次高調波発生用
結晶、固体レーザ結晶、出力ミラー等の光学部品を多数
必要とし、また組立てや調整が複雑になるという問題点
を有している。一方、第２の方法は、直接短波長を発振
させるため、部品点数が第１の方法と比較して少なくて
済むという有利点を有しているが、寿命や信頼性の点で
劣るという問題点を有していた。The first method has high reliability because a III-V group semiconductor laser, which has a proven record in the past, can be used, and it is relatively easy to carry out the secondary power of several mW to several tens of mW. Since it can obtain harmonic output, it boasts a sufficient output as a light source for optical information processing equipment. However, in order to efficiently oscillate the second harmonic, a large number of optical components such as a second harmonic generating crystal, a solid-state laser crystal, and an output mirror are required, and the assembly and adjustment are complicated. have. On the other hand, the second method directly oscillates a short wavelength, and thus has an advantage that the number of components can be smaller than that of the first method, but has a problem in that it is inferior in terms of life and reliability. Had a point.
【０００４】本発明は、以上のような従来例の問題点を
解決するためになされたものであり、部品点数や調整箇
所が少なくて済む短波長レーザ光を直接発振可能なＩＩ
−ＶＩ族半導体レーザの長寿命化及び信頼性の向上を図
ることを目的としている。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional example, and can directly oscillate a short-wavelength laser beam which requires a small number of parts and adjustment points.
-The purpose of the present invention is to extend the life and improve the reliability of the group VI semiconductor laser.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体レーザ装置は、密閉容器と、前記密
閉容器内に設けられレーザ光を発振する半導体レーザチ
ップと、前記密閉容器内に設けられ前記密閉容器内の不
純物ガスを除去するためのゲッタリングヒータとを具備
するように構成されている。上記構成において、ゲッタ
リングヒータは、マグネシウム、アルミニウム、チタ
ン、及びタングステンから選ばれた少なくとも１種類の
元素を含む材料で構成されていることが好ましい。ま
た、上記構成において、半導体レーザチップは発光層と
してＩＩ−ＶＩ族半導体を主成分とすることが好まし
い。また、上記構成において、半導体レーザチップは遮
蔽板によりゲッタリングヒータから隔離されていること
が好ましい。また、上記構成において、密閉容器内に、
窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキ
セノンから選ばれた少なくとも１種類の元素を主成分と
するガスが封入されていることが好ましい。また、上記
構成において、密閉容器内に封入されているガスが減圧
されていることが好ましい。In order to achieve the above object, a semiconductor laser device of the present invention includes a hermetically sealed container, a semiconductor laser chip for oscillating a laser beam provided in the hermetically sealed container, and the hermetically sealed container. A gettering heater for removing the impurity gas provided in the closed container is provided. In the above structure, the gettering heater is preferably made of a material containing at least one element selected from magnesium, aluminum, titanium, and tungsten. In the above structure, the semiconductor laser chip preferably has a II-VI group semiconductor as a main component as a light emitting layer. Further, in the above structure, it is preferable that the semiconductor laser chip is isolated from the gettering heater by the shield plate. Further, in the above configuration, in a closed container,
A gas containing at least one element selected from nitrogen, helium, neon, argon, krypton, and xenon as a main component is preferably enclosed. Further, in the above structure, it is preferable that the gas sealed in the closed container is depressurized.
【０００６】一方、本発明の半導体レーザ装置の製造方
法は、密閉容器内にレーザ光を発振する半導体レーザチ
ップとゲッタリングヒータとを設け、前記密閉容器を封
止した後、前記ゲッタリングヒータに所定の電流を通電
して前記密閉容器内の不純物ガスを除去するように構成
されている。上記構成において、ゲッタリングヒータと
して、マグネシウム、アルミニウム、チタン、及びタン
グステンから選ばれた少なくとも１種類の元素を含む材
料を用いることが好ましい。また、上記構成において、
半導体レーザチップは発光層としてＩＩ−ＶＩ族半導体
を主成分とする半導体材料を用いることが好ましい。ま
た、上記構成において、半導体レーザチップを遮蔽板に
よりゲッタリングヒータから隔離することが好ましい。
また、上記構成において、密閉容器内に、窒素、ヘリウ
ム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンから選
ばれた少なくとも１種類の元素を主成分とするガスを封
入することが好ましい。また、上記構成において、密閉
容器内に封入するガスを減圧することが好ましい。On the other hand, according to the method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, a semiconductor laser chip that oscillates a laser beam and a gettering heater are provided in a sealed container, and after sealing the sealed container, the gettering heater is used. The impurity gas in the closed container is removed by applying a predetermined current. In the above structure, it is preferable to use a material containing at least one element selected from magnesium, aluminum, titanium, and tungsten as the gettering heater. In the above configuration,
It is preferable to use a semiconductor material containing a II-VI group semiconductor as a main component for the light emitting layer of the semiconductor laser chip. Further, in the above structure, it is preferable that the semiconductor laser chip is separated from the gettering heater by a shield plate.
Further, in the above structure, it is preferable that a gas containing at least one element selected from nitrogen, helium, neon, argon, krypton, and xenon as a main component be sealed in a closed container. In the above structure, it is preferable to reduce the pressure of the gas sealed in the closed container.
【０００７】[0007]
【作用】半導体結晶として、バンドギャップの大きなＩ
Ｉ−ＶＩ族半導体結晶であるＣｄＳ、ＣｄＳｅ、Ｚｎ
Ｓ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＭｇＳＳｅ系及びそれら
の固溶体結晶や超格子結晶等を用いることにより、波長
４００ｎｍ〜５００ｎｍ帯の短波長レーザ光を発振する
ことができる。ところが、これらＩＩ−ＶＩ族半導体結
晶では、非常に活性な元素であるＺｎやＭｇ等を含むた
め、特に酸素や水と反応しキャリヤ濃度を変化させたり
不純物準位を作るため、発光特性や電気特性を著しく劣
化させる原因となる。その結果、発光効率が劣化し、半
導体レーザ素子の寿命を短くし、信頼性を低下させてい
る。Operation: As a semiconductor crystal, I having a large band gap
Group I-VI semiconductor crystals CdS, CdSe, Zn
By using S, ZnSe, ZnTe, ZnMgSSe system and their solid solution crystals, superlattice crystals, etc., it is possible to oscillate short-wavelength laser light in the wavelength range of 400 nm to 500 nm. However, since these II-VI group semiconductor crystals contain Zn and Mg which are very active elements, they react with oxygen or water to change the carrier concentration or create an impurity level. This will cause the characteristics to deteriorate significantly. As a result, the luminous efficiency is deteriorated, the life of the semiconductor laser device is shortened, and the reliability is lowered.
【０００８】本発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族半導体結晶
が酸素や水等の不純物ガスと反応しにくいように、半導
体レーザチップを密閉容器中に配置し、さらに、タング
ステン、マグネシウム、アルミニウム、チタン等を主成
分とするゲッタリングヒータを密閉容器中に設け、密閉
容器中の酸素や水等の活性な不純物ガスを除去する。そ
の結果、キャリヤ濃度の変化や不純物準位を作ることが
なく、発光特性や電気特性が劣化しにくくなり、ＩＩ−
ＶＩ族半導体レーザ装置の長寿命化し、信頼性が向上す
る。According to the present invention, the semiconductor laser chip is placed in a hermetically sealed container so that the II-VI semiconductor crystal does not easily react with an impurity gas such as oxygen or water, and further tungsten, magnesium, aluminum or titanium is used. A gettering heater whose main component is, for example, is provided in the closed container to remove active impurity gases such as oxygen and water in the closed container. As a result, the emission characteristics and electrical characteristics are less likely to deteriorate without changing the carrier concentration or creating impurity levels.
The group VI semiconductor laser device has a long life and reliability is improved.
【０００９】[0009]
（第１の実施例）本発明の半導体レーザ装置及びその製
造方法の、好適な第１の実施例を図１を用いて説明す
る。なお、参考例として、従来の半導体レーザ装置の構
成を図５に示す。図１において、ＺｎＳｅ−ＺｎＣｄＳ
ｅ系ＩＩ−ＶＩ族半導体結晶よりなる波長５２０ｎｍで
発振する半導体レーザチップ１１がヒートシンク１０の
上に固定され、さらにヒートシンク１０はステム１３上
に半田等により固定されている。ステム１３上には、さ
らに半導体レーザの出力光をモニターするためのフォト
ダイオード１２及び不純物ガスを除去するためのゲッタ
リングヒータ１６が設けられている。半導体レーザチッ
プ１１と対向する位置にガラス窓１５を有するキャップ
１４がステム１３に溶接等により固定され、密閉容器１
７を構成する。(First Embodiment) A preferred first embodiment of the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. As a reference example, the configuration of a conventional semiconductor laser device is shown in FIG. In FIG. 1, ZnSe-ZnCdS
A semiconductor laser chip 11 made of an e-type II-VI semiconductor crystal and oscillating at a wavelength of 520 nm is fixed on a heat sink 10, and the heat sink 10 is fixed on a stem 13 by soldering or the like. A photodiode 12 for monitoring the output light of the semiconductor laser and a gettering heater 16 for removing the impurity gas are further provided on the stem 13. A cap 14 having a glass window 15 at a position facing the semiconductor laser chip 11 is fixed to the stem 13 by welding or the like, and the closed container 1
Make up 7.
【００１０】上記半導体レーザ装置の組み立ては、ほぼ
大気圧と等しい圧力のアルゴン（Ａｒ）が満たされたグ
ローブボックスの中で行う。その結果、密閉容器の内部
１７には、不活性ガスとしてアルゴンが封入される。な
お、不活性ガスとして、比較的入手が容易でガラス窓１
５を拡散しないアルゴンを用いたが、この他に、窒素
（Ｎ2）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプ
トン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等を用いてもよい。封
入ガスの圧力は比較的低圧が好ましく、１００〜１０-5
（Ｔｏｒｒ）程度が望ましい。また、ゲッタリングヒー
タ１６として、長さ約３ｍｍのマグネシウム（Ｍｇ）製
のものを用いたが、この他に、アルミニウム（Ａｌ）、
チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等ゲッタリング効
果の高いものであれば、他の材料を用いてもよい。The semiconductor laser device is assembled in a glove box filled with argon (Ar) having a pressure substantially equal to atmospheric pressure. As a result, the inside 17 of the closed container is filled with argon as an inert gas. As an inert gas, the glass window 1 is relatively easy to obtain.
Although argon that does not diffuse 5 is used, nitrogen (N 2 ), helium (He), neon (Ne), krypton (Kr), xenon (Xe), or the like may be used instead. The pressure of the enclosed gas is preferably relatively low, 100 to 10 -5
About (Torr) is desirable. The gettering heater 16 is made of magnesium (Mg) and has a length of about 3 mm. In addition to this, aluminum (Al),
Other materials may be used as long as they have a high gettering effect such as titanium (Ti) and tungsten (W).
【００１１】以上のように組み立てられた半導体レーザ
装置に対して、ゲッタリングヒータ１６に２０ｍＡの電
流を６００秒間通電し、密閉容器１７の内部１７ａの酸
素や水等の活性不純物ガスを除去した。このようにして
不純物ガスを除去した半導体レーザ装置のサンプルを１
０個用意し、室温で１ｍＷの出力光を発振させながら、
それらの寿命を測定したところ、平均寿命は約１００時
間であった。With respect to the semiconductor laser device assembled as described above, a current of 20 mA was applied to the gettering heater 16 for 600 seconds to remove the active impurity gas such as oxygen and water in the inside 17a of the closed container 17. One sample of the semiconductor laser device from which the impurity gas was removed in this way was
Prepare 0 of them and oscillate 1mW of output light at room temperature.
When their lifespans were measured, the average lifespan was about 100 hours.
【００１２】一方、比較例として、上記第１の実施例に
おける半導体レーザチップ１１と同じロットからとりだ
した半導体結晶を用いて、図５に示すような従来の構造
を有する半導体レーザ装置のサンプルを１０個組み立て
た。これを同一条件（室温で１ｍＷの出力光を発振させ
ながら）で寿命測定を行ったところ、平均寿命は約２５
時間であった。これら２つの実験結果を比較することに
より、密閉容器１７の内部１７ａの活性不純物ガスを除
去することにより、ＩＩ−ＶＩ族半導体レーザ装置の寿
命を飛躍的に伸ばすことが可能であることがわかる。On the other hand, as a comparative example, using a semiconductor crystal taken from the same lot as the semiconductor laser chip 11 in the first embodiment, a semiconductor laser device sample having a conventional structure as shown in FIG. I assembled them individually. When the life was measured under the same conditions (while oscillating an output light of 1 mW at room temperature), the average life was about 25.
It was time. By comparing the results of these two experiments, it can be seen that the life of the II-VI group semiconductor laser device can be dramatically extended by removing the active impurity gas in the interior 17a of the closed container 17.
【００１３】（第２の実施例）次に、本発明の半導体レ
ーザ装置及びその製造方法の、好適な第２の実施例を図
２を用いて説明する。なお、図１に示した第１の実施例
と同一の番号を付した部材は実質的に同一であるため、
その説明を省略する。図２において、ゲッタリングヒー
タ２６は、第１の実施例におけるゲッタリングヒータ１
６よりも長いもの（マグネシウム製、長さ約１０ｍｍ）
を用いた。また、半導体レーザチップ１１は第１の実施
例におけるものと同じロットから取りだしたものを用い
た。組み立ての完了した半導体レーザ装置に対して、ゲ
ッタリングヒータ２６に２０ｍＡの電流を６００秒間通
電し、密閉容器１７の内部１７ａの活性不純物ガスを除
去した。(Second Embodiment) Next, a preferred second embodiment of the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. Since the members with the same numbers as in the first embodiment shown in FIG. 1 are substantially the same,
The description is omitted. In FIG. 2, the gettering heater 26 is the gettering heater 1 in the first embodiment.
Longer than 6 (made of magnesium, length about 10 mm)
Was used. Further, the semiconductor laser chip 11 used is one taken out from the same lot as that in the first embodiment. With respect to the assembled semiconductor laser device, a current of 20 mA was applied to the gettering heater 26 for 600 seconds to remove the active impurity gas in the inside 17a of the closed container 17.
【００１４】第１の実施例と同様に、第２の実施例に係
るサンプルを１０個用意し、室温で１ｍＷの出力光を発
振させながら、それらの寿命を測定したところ、平均寿
命は約１２０時間であった。第１の実施例と第２の実施
例の実験結果を比較すると、第２の実施例ではゲッタリ
ングヒータ２６の長さが長い分だけ、密閉容器１７の内
部１７ａの活性不純物ガスの除去が効率的に行われ、そ
の結果平均寿命が延びたことがわかる。Similar to the first embodiment, ten samples according to the second embodiment were prepared and their lifetimes were measured while oscillating an output light of 1 mW at room temperature. The average lifetime was about 120. It was time. Comparing the experimental results of the first embodiment and the second embodiment, in the second embodiment, the active impurity gas in the interior 17a of the closed container 17 can be efficiently removed by the length of the gettering heater 26. It can be seen that the average lifespan was extended as a result.
【００１５】（第３の実施例）次に、本発明の半導体レ
ーザ装置及びその製造方法の、好適な第３の実施例を図
３を用いて説明する。なお、図１に示した第１の実施例
と同一の番号を付した部材は実質的に同一であるため、
その説明を省略する。図３において、ゲッタリングヒー
タ１６と半導体レーザチップ１１との間に遮蔽板３７が
設けられている。ゲッタリングヒータ１６は、第１の実
施例と同じ規格のものを用いた。また、半導体レーザチ
ップ１１も第１の実施例におけるものと同じロットから
取りだしたものを用いた。組み立ての完了した半導体レ
ーザ装置に対して、ゲッタリングヒータ１６に２０ｍＡ
の電流を６００秒間通電し、密閉容器１７の内部１７ａ
の活性不純物ガスを除去した。(Third Embodiment) Next, a preferred third embodiment of the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. Since the members with the same numbers as in the first embodiment shown in FIG. 1 are substantially the same,
The description is omitted. In FIG. 3, a shield plate 37 is provided between the gettering heater 16 and the semiconductor laser chip 11. The gettering heater 16 has the same standard as that of the first embodiment. Also, the semiconductor laser chip 11 used is one taken out from the same lot as that in the first embodiment. 20 mA for the gettering heater 16 for the assembled semiconductor laser device.
The electric current of 600 seconds for 600 seconds, and the inside 17a
The active impurity gas of was removed.
【００１６】第１の実施例と同様に、第３の実施例に係
るサンプルを１０個用意し、室温で１ｍＷの出力光を発
振させながら、それらの寿命を測定したところ、平均寿
命は約３００時間と飛躍的に延びていることがわかっ
た。第１の実施例と第３の実施例の実験結果を比較する
と、第３の実施例ではゲッタリングヒータ１６から蒸発
したマグネシウム蒸気が遮蔽板３７によりさえぎられ、
半導体レーザチップ１１に付着しないため、寿命が飛躍
的に延びたものと考えられる。Similar to the first embodiment, ten samples according to the third embodiment were prepared, and their lifetimes were measured while oscillating output light of 1 mW at room temperature. The average lifetime was about 300. It turned out to be a dramatic increase in time. Comparing the experimental results of the first and third embodiments, in the third embodiment, the magnesium vapor evaporated from the gettering heater 16 is blocked by the shielding plate 37,
Since it does not adhere to the semiconductor laser chip 11, it is considered that the life is dramatically extended.
【００１７】（第４の実施例）次に、本発明の半導体レ
ーザ装置及びその製造方法の、好適な第４の実施例を図
４を用いて説明する。なお、図１に示した第１の実施例
と同一の番号を付した部材は実質的に同一であるため、
その説明を省略する。図４において、密閉容器１７の内
部１７ａは、遮蔽板４７により実質的に上下２つの空間
に分割され、ゲッタリングヒータ４６(マグネシウム
製、長さ約１０ｍｍ）は遮蔽板４７よりも下の部分に配
置され、また半導体レーザチップ１１やフォトダイオー
ド１２は遮蔽板４７よりも上の部分に配置され、ゲッタ
リングヒータ４６から蒸発したマグメシウム蒸気が半導
体レーザチップ１１やフォトダイオード１２等に付着し
ないように構成されている。半導体レーザチップ１１
は、第１の実施例におけるものと同じロットから取りだ
したものを用いた。組み立ての完了した半導体レーザ装
置に対して、ゲッタリングヒータ４６に２０ｍＡの電流
を６００秒間通電し、密閉容器１７の内部１７ａの活性
不純物ガスを除去した。(Fourth Embodiment) Next, a preferred fourth embodiment of the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. Since the members with the same numbers as in the first embodiment shown in FIG. 1 are substantially the same,
The description is omitted. In FIG. 4, the inside 17a of the closed container 17 is substantially divided into two upper and lower spaces by a shield plate 47, and the gettering heater 46 (made of magnesium, about 10 mm in length) is located below the shield plate 47. The semiconductor laser chip 11 and the photodiode 12 are arranged above the shield plate 47 so that the magnesium vapor evaporated from the gettering heater 46 does not adhere to the semiconductor laser chip 11 and the photodiode 12. Has been done. Semiconductor laser chip 11
Was used from the same lot as in the first embodiment. With respect to the assembled semiconductor laser device, a current of 20 mA was applied to the gettering heater 46 for 600 seconds to remove the active impurity gas in the inside 17a of the closed container 17.
【００１８】第１の実施例と同様に、第４の実施例に係
るサンプルを１０個用意し、室温で１ｍＷの出力光を発
振させながら、それらの寿命を測定したところ、平均寿
命は約４００時間であった。第２の実施例と第４の実施
例の実験結果を比較すると、第４の実施例では第２の実
施例の場合と比較して、ゲッタリングヒータ４６から蒸
発したマグネシウム蒸気が遮蔽板４７によりさえぎら
れ、半導体レーザチップ１１に付着しないため、寿命が
飛躍的に延びたものと考えられる。また、第３の実施例
と第４の実施例における実験結果を比較すると、ゲッタ
リングヒータ４６の長さが長い分だけ、密閉容器１７の
内部１７ａの活性不純物ガスの除去が効率的に行われ、
その結果平均寿命が延びたことがわかる。Similar to the first embodiment, ten samples according to the fourth embodiment were prepared, and their lifetimes were measured while oscillating output light of 1 mW at room temperature. The average lifetime was about 400. It was time. Comparing the experimental results of the second embodiment and the fourth embodiment, in the fourth embodiment, as compared with the case of the second embodiment, the magnesium vapor evaporated from the gettering heater 46 is caused by the shielding plate 47. It is considered that the life is dramatically extended because it is blocked and does not adhere to the semiconductor laser chip 11. Further, comparing the experimental results of the third embodiment and the fourth embodiment, the active impurity gas in the interior 17a of the closed container 17 is efficiently removed by the length of the gettering heater 46. ,
As a result, it can be seen that the average life is extended.
【００１９】なお、封入ガスの種類及び圧力、ゲッタリ
ングヒータの材料、ゲッタリングヒータへの通電電流値
及び通電時間、遮蔽板の有無等の各種の条件を変更し、
本発明に係る半導体レーザ装置を各種試作し、それらの
平均寿命を測定したので、その結果を表１及び表２に示
す（１つの表に収らないため、分割する）。表１及び表
２中、実施例１から４及び従来例は、上記第１から第４
までの各実施例において説明したものと重複する。Incidentally, various conditions such as the type and pressure of the enclosed gas, the material of the gettering heater, the current value and the duration of the current to the gettering heater, the presence or absence of a shielding plate, etc. are changed,
Various types of semiconductor laser devices according to the present invention were prototyped and their average lifetimes were measured. The results are shown in Tables 1 and 2 (divided because they do not fit in one table). In Tables 1 and 2, Examples 1 to 4 and Conventional Example are the above 1st to 4th.
This is the same as that described in each of the above embodiments.
【００２０】[0020]
【表１】 [Table 1]
【００２１】[0021]
【表２】 [Table 2]
【００２２】表１全体から明らかなように、ゲッタリン
グヒータとしては、マグネシウム、アルミニウム、チタ
ン、及びタングステンから選ばれた少なくとも１種類の
元素を含む材料で構成されていることが好ましいことが
わかる。また、密閉容器内に、窒素、ヘリウム、ネオ
ン、アルゴン、クリプトン及びキセノンから選ばれた少
なくとも１種類の元素を主成分とするガスが封入されて
いることが好ましいこともわかる。さらに、半導体レー
ザ媒質は遮蔽板によりゲッタリングヒータから隔離され
ていることがより好ましいこともわかる。さらに、実施
例１から９までの集団と実施例１０から２７までの集団
とを比較すると、密閉容器内に封入されているガスが減
圧されていることがより好ましいことがわかる。ヒータ
への通電電流及び通電時間はゲッタリングヒータのゲッ
タリング効率や密閉容器の容積に依存するが、本実施例
では、ゲッタリングヒータへの通電時間は６００秒間程
度以上が好ましいことがわかる。さらに、実施例２４か
ら２７に注目すると、ゲッタリングヒータへの通電電流
値は２０ｍＡ〜１００ｍＡ程度が好ましいことがわか
る。As is clear from Table 1, the gettering heater is preferably made of a material containing at least one element selected from magnesium, aluminum, titanium, and tungsten. It is also understood that it is preferable that a gas containing at least one element selected from nitrogen, helium, neon, argon, krypton, and xenon as a main component is enclosed in the closed container. Furthermore, it is more preferable that the semiconductor laser medium is isolated from the gettering heater by the shield plate. Further, comparing the group of Examples 1 to 9 with the group of Examples 10 to 27, it is more preferable that the gas enclosed in the closed container is depressurized. The energizing current and energizing time to the heater depend on the gettering efficiency of the gettering heater and the volume of the hermetically sealed container, but in this embodiment, it is preferable that the energizing time to the gettering heater is about 600 seconds or more. Further, focusing attention on Examples 24 to 27, it is understood that the value of the current supplied to the gettering heater is preferably about 20 mA to 100 mA.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、密閉容
器中にゲッタリングヒータを設け、ゲッタリングヒータ
に所定の電流を通電し、ゲッタリングヒータの材料と密
封容器中の活性不純物ガスとを反応させ、密封容器中の
不純物ガスを除去するように構成したので、不純物ガス
と半導体レーザー媒質とが反応することはなく、キャリ
ヤ濃度の変化や不純物準位を作ることもない。そのた
め、発光特性や電気特性が劣化せず、半導体レーザ装置
の長寿命化及び信頼性の向上を図ることができる。As described above, according to the present invention, the gettering heater is provided in the closed container, a predetermined current is passed through the gettering heater, the material of the gettering heater and the active impurity gas in the closed container. Since the impurity gas in the hermetically sealed container is removed by reacting with the semiconductor laser medium, the impurity gas does not react with the semiconductor laser medium, and the carrier concentration is not changed and the impurity level is not generated. Therefore, the emission characteristics and the electrical characteristics are not deteriorated, and the life of the semiconductor laser device and the reliability thereof can be improved.
【図１】本発明の半導体レーザ装置及びその製造方法の
第１の実施例の構成を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a first embodiment of a semiconductor laser device and a manufacturing method thereof according to the present invention.
【図２】本発明の半導体レーザ装置及びその製造方法の
第２の実施例の構成を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of a second embodiment of the semiconductor laser device and the method for manufacturing the same according to the present invention.
【図３】本発明の半導体レーザ装置及びその製造方法の
第３の実施例の構成を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of a semiconductor laser device and a third embodiment of the manufacturing method thereof according to the present invention.
【図４】本発明の半導体レーザ装置及びその製造方法の
第４の実施例の構成を示す断面図FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a semiconductor laser device and a fourth embodiment of the manufacturing method thereof according to the present invention.
【図５】従来の半導体レーザ装置の構成を示す断面図FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a conventional semiconductor laser device.
１１ ：半導体レーザチップ １２ ：フォトダイオード １３ ：ステム １４ ：キャップ １５ ：ガラス窓 １６ ：ゲッタリングヒータ １７ ：密封容器 １７ａ：密封容器内部 ２６ ：ゲッタリングヒータ ３７ ：遮蔽板 ４６ ：ゲッタリングヒータ ４７ ：遮蔽板 11: Semiconductor laser chip 12: Photodiode 13: Stem 14: Cap 15: Glass window 16: Gettering heater 17: Sealed container 17a: Inside sealed container 26: Gettering heater 37: Shield plate 46: Gettering heater 47: Shielding Board
Claims (12)
レーザ光を発振する半導体レーザチップと、前記密閉容
器内に設けられ前記密閉容器内の不純物ガスを除去する
ためのゲッタリングヒータとを具備する半導体レーザ装
置。1. A hermetically sealed container, a semiconductor laser chip that oscillates a laser beam that is provided in the hermetically sealed container, and a gettering heater that is provided in the hermetically sealed container and removes an impurity gas in the hermetically sealed container. A semiconductor laser device provided.
アルミニウム、チタン、及びタングステンから選ばれた
少なくとも１種類の元素を含む材料で構成されている請
求項１記載の半導体レーザ装置。2. The gettering heater is magnesium,
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is made of a material containing at least one element selected from aluminum, titanium, and tungsten.
−ＶＩ族半導体を主成分とする請求項１又は２記載の半
導体レーザ装置。3. A semiconductor laser chip has II as a light emitting layer.
The semiconductor laser device according to claim 1 or 2, which comprises a -VI semiconductor as a main component.
タリングヒータから隔離されている請求項１から３のい
ずれかに記載の半導体レーザ装置。4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser chip is separated from the gettering heater by a shield plate.
ン、アルゴン、クリプトン及びキセノンから選ばれた少
なくとも１種類の元素を主成分とするガスが封入されて
いる請求項１から４のいずれかに記載の半導体レーザ装
置。5. The closed container is filled with a gas containing at least one element selected from nitrogen, helium, neon, argon, krypton and xenon as a main component. The semiconductor laser device described.
されている請求項５記載の半導体レーザ装置。6. The semiconductor laser device according to claim 5, wherein the gas sealed in the closed container is depressurized.
レーザチップとゲッタリングヒータとを設け、前記密閉
容器を封止した後、前記ゲッタリングヒータに所定の電
流を通電して前記密閉容器内の不純物ガスを除去する半
導体レーザ装置の製造方法。7. A hermetically sealed container is provided with a semiconductor laser chip that oscillates a laser beam and a gettering heater, and after sealing the hermetically sealed container, a predetermined current is passed through the gettering heater to provide a sealed container. Method for manufacturing a semiconductor laser device for removing the impurity gas of the above.
ム、アルミニウム、チタン、及びタングステンから選ば
れた少なくとも１種類の元素を含む材料を用いる請求項
７記載の半導体レーザ装置の製造方法。8. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 7, wherein a material containing at least one element selected from magnesium, aluminum, titanium, and tungsten is used as the gettering heater.
−ＶＩ族半導体を主成分とする半導体材料を用いる請求
項７又は８記載の半導体レーザ装置の製造方法。9. A semiconductor laser chip comprising a light emitting layer II
9. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 7, wherein a semiconductor material containing a group VI semiconductor as a main component is used.
ッタリングヒータから隔離する請求項７から９のいずれ
かに記載の半導体レーザ装置の製造方法。10. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 7, wherein the semiconductor laser chip is separated from the gettering heater by a shield plate.
ン、アルゴン、クリプトン及びキセノンから選ばれた少
なくとも１種類の元素を主成分とするガスを封入する請
求項７から１０のいずれかに記載の半導体レーザ装置の
製造方法。11. The closed container according to claim 7, wherein a gas containing at least one element selected from nitrogen, helium, neon, argon, krypton and xenon as a main component is sealed. Manufacturing method of semiconductor laser device.
請求項１１記載の半導体レーザ装置の製造方法。12. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 11, wherein the pressure of the gas sealed in the closed container is reduced.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32000393A JPH07176821A (en) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | Semiconductor laser and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP32000393A JPH07176821A (en) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | Semiconductor laser and its manufacture |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH07176821A true JPH07176821A (en) | 1995-07-14 |
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ID=18116670
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| Country | Link |
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| JP (1) | JPH07176821A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-12-20 JP JP32000393A patent/JPH07176821A/en active Pending
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