JPH07202323A - マルチビーム半導体レーザ - Google Patents
マルチビーム半導体レーザInfo
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- JPH07202323A JPH07202323A JP35409993A JP35409993A JPH07202323A JP H07202323 A JPH07202323 A JP H07202323A JP 35409993 A JP35409993 A JP 35409993A JP 35409993 A JP35409993 A JP 35409993A JP H07202323 A JPH07202323 A JP H07202323A
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Abstract
った特性が均一であるマルチビーム半導体レーザを提供
する。 【構成】マルチビーム半導体レーザは、複数のレーザ素
子20が一次元的あるいは二次元的に配列されており、
複数のレーザ素子20が形成された領域の外側の領域4
0に、使用時に発光しない擬似レーザ素子42が設けら
れている。あるいは又、外側の領域に隆起部若しくは溝
部が設けられている。
Description
次元的あるいは二次元的に配列されたマルチビーム半導
体レーザに関する。
は、光多重通信や光並列処理のための発光素子としてマ
ルチビーム半導体レーザの使用が検討されている。マル
チビーム半導体レーザには、複数のレーザ素子が一次元
的あるいは二次元的に配列されており、単独であるいは
一括して各レーザ素子の発光が制御される。このような
マルチビーム半導体レーザにおける各レーザ素子には、
発光波長、発光効率あるいは光出力といった特性の均一
性が要求される。
一次元的に配列された多数のレーザ素子を作製すると、
外側に位置するレーザ素子(以下、説明のために周辺部
レーザ素子とも表現する)の特性が、他の部分に位置す
るレーザ素子(以下、説明のために中央部レーザ素子と
も表現する)よりも劣るという問題がある。このような
特性劣化は、以下に説明する原因に依るものと考えられ
る。
ザ構造を形成する場合、例えばMOCVD法によって化
合物半導体結晶層を成長させる必要がある。この場合、
MOCVDにおける原料ガスの拡散状態や流れの状態に
よっては、周辺部レーザ素子が形成される領域の化合物
半導体結晶の成長速度が、中央部レーザ素子が形成され
る領域の化合物半導体結晶の成長速度よりも遅くなる。
その結果、中央部レーザ素子よりも周辺部レーザ素子の
方が、例えば活性層の厚さが薄くなる(図8参照)。活
性層が例えば量子井戸構造から成る場合、活性層の厚さ
のばらつきは発光波長のばらつきを招く。
レーザ素子を相互に分離するために、化合物半導体結晶
層や基板を例えばエッチングして凹部を形成する必要が
ある。この場合、エッチング液やエッチングガスの流れ
の状態によっては、周辺部レーザ素子が形成される領域
のエッチング速度が、中央部レーザ素子が形成される領
域のエッチング速度よりも早くなる。その結果、中央部
レーザ素子近傍よりも周辺部レーザ素子近傍に形成され
る凹部の方が、深さが深くなる。このような状態に基づ
き、例えばSDH構造を有するマルチビーム半導体レー
ザを作製した場合、図9に模式的な断面図を示すよう
に、活性層に対する電流ブロック層の位置が、周辺部レ
ーザ素子と中央部レーザ素子とでは相違する。その結
果、周辺部レーザ素子において、電流リーク成分が発生
し、光出力が低下したり、発光効率が低下するという問
題が生じる。あるいは又、レーザ素子の直列抵抗が増加
し、消費電力が増加するといった問題が生じる。
素子に対して電極が形成されている。通常、マルチビー
ム半導体レーザを配線引出用の基板上に搭載し、各々の
レーザ素子に設けられた電極と配線引出用の基板上に形
成された導体部とをハンダ付け等で電気的及び機械的に
接続する。マルチビーム半導体レーザを配線引出用の基
板上に搭載する場合、通常、図10に示すように、真空
吸着手段を備えたコレットを用いてマルチビーム半導体
レーザを搬送し、配線引出用の基板上に搭載する。この
際、マルチビーム半導体レーザの大型化に伴い、図10
に示すように、周辺部レーザ素子の方が配線引出用の基
板に強く当る場合がある。その結果、ハンダ付け等を行
った際に短絡が発生し易くなり、周辺部レーザ素子の方
が中央部レーザ素子よりも信頼性に乏しくなるという問
題がある。尚、以下、このような現象を、「マルチビー
ム半導体レーザの大きさに起因した組立工程におけるば
らつき」と呼ぶ場合がある。
引出用の基板上に取り付けた後、マルチビーム半導体レ
ーザを使用している間に、熱膨張係数の相違によって、
周辺部レーザ素子に応力集中が発生し、周辺部レーザ素
子の信頼性低下を招くという問題もある。
の作製工程における各種の加工・成膜条件等のばらつ
き、マルチビーム半導体レーザの大きさに起因した組立
工程におけるばらつき、マルチビーム半導体レーザ使用
時における熱応力に起因して、周辺部レーザ素子の特性
が中央部レーザ素子よりも劣化するという問題がある。
発光波長、発光効率あるいは光出力といった特性が均一
であるマルチビーム半導体レーザを提供することにあ
る。
の本発明の第1の態様に係るマルチビーム半導体レーザ
は、複数のレーザ素子が一次元的あるいは二次元的に配
列されており、複数のレーザ素子が形成された領域の外
側の領域に、使用時に発光しない擬似レーザ素子が設け
られていることを特徴とする。
れた、レーザ素子と同一の構造を有していてもよいし、
例えば電極が形成されていない点を除きレーザ素子と同
様の構造を有していてもよい。要は、マルチビーム半導
体レーザを使用するとき発光しないものであればよい。
擬似レーザ素子は、レーザ素子が形成された領域の外側
の領域の少なくとも1箇所に設ければよいし、更には、
この外側の領域に少なくとも1つ、必要に応じて複数個
設ければよい。
態様に係るマルチビーム半導体レーザは、複数のレーザ
素子が一次元的あるいは二次元的に配列されており、複
数のレーザ素子が形成された領域の外側の領域に、隆起
部若しくは溝部が設けられていることを特徴とする。
導体レーザにおいては、複数のレーザ素子が形成された
領域の外側の領域に溝部を設け、溝部をマルチビーム半
導体レーザのボンディング時の位置合わせ用マークとし
て用いることができる。
ッチングする際に、基板や化合物半導体結晶層から形成
することができるし、あるいは又、厚いハンダ等から形
成したり、マルチビーム半導体レーザを配線引出用の基
板に固定するための接着剤層から構成することもでき
る。溝部は、基板や化合物半導体結晶層をエッチングす
ることによって形成することができる。
レーザを作製する工程において、複数のレーザ素子を作
製すると同時に、レーザ素子が形成された領域の外側に
擬似レーザ素子を作製する。これによって、 (A)マルチビーム半導体レーザの作製工程における各
種の加工・成膜条件等のばらつきや (B)マルチビーム半導体レーザの大きさに起因した組
立工程におけるばらつき (C)マルチビーム半導体レーザ使用時における熱応力 等は、擬似レーザ素子によって吸収される。この擬似レ
ーザ素子は発光に寄与しない。従って、均一な特性を有
する複数のレーザ素子が形成されたマルチビーム半導体
レーザを得ることができる。
導体レーザにおいては、レーザ素子が形成された領域の
外側に隆起部若しくは溝部を設ける。これによって、マ
ルチビーム半導体レーザの大きさに起因した組立工程に
おけるばらつきを、隆起部若しくは溝部によって吸収す
ることができる。
を形成すれば、マルチビーム半導体レーザのボンディン
グ工程において、各レーザ素子に形成された電極と、配
線引出用の基板上に形成された導体部との位置合わせを
行うとき、あるいは又、各レーザ素子に形成された電極
にダイボンディングを施すとき、位置合わせを容易に行
うことが可能になる。
のマルチビーム半導体レーザを説明する。尚、実施例1
〜実施例5は、本発明のマルチビーム半導体レーザの第
1の態様に関する。また、実施例6及び実施例7は、本
発明のマルチビーム半導体レーザの第2の態様に関す
る。
態様に係るマルチビーム半導体レーザに関し、図1の
(A)に模式的な断面図を示すように、複数のレーザ素
子が一次元的に配列されている。具体的には、実施例1
のマルチビーム半導体レーザにおいては、p型化合物半
導体から成る基板10に複数のレーザ素子20が形成さ
れている。このマルチビーム半導体レーザは、例えば、
レーザ素子20のアノードが共通電極であり、カソード
が独立電極であるアノードコモン型のレーザ素子であ
る。
10上に形成された、第1クラッド層22、活性層2
4、第2クラッド層26から成り、第2クラッド層26
上には独立電極30が形成されている。独立電極30
は、例えば、第2クラッド層26側からAu−Ge/N
i/Auの3層構造を有するn型オーミック電極から成
る。各々のレーザ素子20の間には溝から成る素子分離
領域28が形成され、これによって、レーザ素子20は
互いに電気的に絶縁される。基板10の裏面にはp型共
通電極32が形成されている。
た領域の外側の2箇所の領域40に、使用時に発光しな
い擬似レーザ素子42が各々2個設けられている。この
擬似レーザ素子42は、レーザ素子20と同一の構造を
有する。即ち、擬似レーザ素子42は、基板10上に形
成された、第1クラッド層22、活性層24、第2クラ
ッド層26から成り、第2クラッド層26上にはダミー
の独立電極44が形成されている。ダミーの独立電極4
4は、例えば、第2クラッド層26側からAu−Ge/
Ni/Auの3層構造を有するn型オーミック電極から
成る。ダミーの独立電極44には外部から電流は供給さ
れない。レーザ素子20と擬似レーザ素子42の間には
溝から成る素子分離領域46が形成され、これによっ
て、擬似レーザ素子42はレーザ素子20と電気的に絶
縁される。
の結晶成長速度が他の領域における結晶成長速度よりも
遅いために、擬似レーザ素子42の活性層24は、レー
ザ素子20の活性層24よりも厚さが薄い。また、擬似
レーザ素子42が形成された領域のエッチング速度は、
他の領域におけるエッチング速度よりも早いために、素
子分離領域46の深さは、素子分離領域28よりも深
い。
に化合物半導体結晶層を成長させたり、エッチングを施
した場合、擬似レーザ素子42が形成される領域におい
て、結晶成長速度が遅くなり、あるいは又、エッチング
速度が早くなる。しかしながら、略同一工程にて擬似レ
ーザ素子42を形成するので、化合物半導体結晶層の成
長ばらつきやエッチングのばらつきは、擬似レーザ素子
42においてのみに生じる。それ故、これらのばらつき
がレーザ素子20へ与える悪影響を抑制することができ
る。また、マルチビーム半導体レーザの配線引出用の基
板への取り付け時、擬似レーザ素子が存在しているの
で、マルチビーム半導体レーザの大きさに起因した組立
工程におけるばらつきによるレーザ素子の信頼性低下を
防止し得る。更には、マルチビーム半導体レーザを使用
している間に、熱膨張係数の相違によるレーザ素子への
応力集中も防止し得る。
レーザを配線引出用の基板60への取り付けた状態を示
す。図1の(B)中、参照番号62は、配線引出用の基
板60に形成された導体部であり、参照番号64は、各
々のレーザ素子に設けられた電極と配線引出用の基板上
に形成された導体部とを電気的及び機械的に接続するた
めのハンダ層である。
で、マルチビーム半導体レーザの特性のばらつきを生じ
させることがなく、均一な特性を有する複数のレーザ素
子20から構成され、信頼性の高いマルチビーム半導体
レーザを作製することができる。
である。実施例1においては擬似レーザ素子42の構造
をレーザ素子20と同じにした。一方、実施例2におい
ては、複数のレーザ素子20が形成された領域の外側の
2箇所の領域40に、使用時に発光しない擬似レーザ素
子42が各々1個設けられており、この擬似レーザ素子
42の独立電極44Aの幅は、レーザ素子20に形成さ
れた独立電極30の幅よりも広い(図2の模式的な断面
図を参照)。このように擬似レーザ素子の独立電極44
Aの幅を広くすることによって、独立電極44Aに検査
装置の測定端子を容易に且つ確実に接触させることがで
き、擬似レーザ素子42の電気的特性を容易に検査する
ことができる。擬似レーザ素子42の電気的特性を調べ
ることによって、マルチビーム半導体レーザの完成前
に、容易にレーザ素子20の電気的特性を予測すること
が可能になる。
である。実施例2においては、独立電極44Aの幅が相
違する点を除き、擬似レーザ素子42の構造をレーザ素
子20と同じにした。一方、実施例3においては、図3
に模式的な断面図を示すように、擬似レーザ素子42全
体の幅をレーザ素子20の幅よりも広くした。擬似レー
ザ素子42をこのような構造にすることで、結晶成長や
エッチングの際の欠陥が外側の領域40に発生する確率
が高くなり、擬似レーザ素子42の形成状態を調べるこ
とによって、マルチビーム半導体レーザ作製工程の均一
性や歩留まりを、より良くモニターすることができる。
である。実施例4においては、図4に模式的な斜視図を
示すように、複数のレーザ素子が二次元的に配列されて
いる。各レーザ素子の基本的な構造は実施例1と同様と
することができる。実施例4においては、複数のレーザ
素子が形成された領域の外側の4つの領域40に擬似レ
ーザ素子42の列が合計4つ設けられている。擬似レー
ザ素子42の構造もレーザ素子20と同様とすることが
できる。尚、レーザ素子20と区別するために、擬似レ
ーザ素子42を黒四角にて示した。
態様に係るマルチビーム半導体レーザに関し、図5に模
式的な断面図を示すように、複数のレーザ素子20が一
次元的に配列されている。実施例1と異なり、実施例5
においては、レーザ素子の素子分離領域28はイオン注
入法にて形成した。レーザ素子20のその他の構造は実
施例1と同様である。
0が形成された領域の外側の2箇所の領域40に、使用
時に発光しない擬似レーザ素子42が各々2個設けられ
ている。この擬似レーザ素子42は、独立電極が設けら
れていない点を除き、レーザ素子20と同一の構造を有
する。レーザ素子20と擬似レーザ素子42の間には、
イオン注入法にて形成された素子分離領域46が形成さ
れ、これによって、擬似レーザ素子42はレーザ素子2
0と電気的に絶縁される。
体結晶層を成長させたり、エッチングを施した場合、擬
似レーザ素子42が形成される領域において、結晶成長
速度が遅くなる。しかしながら、独立電極の形成工程を
除き、略同一工程にて擬似レーザ素子42を形成するの
で、化合物半導体結晶層の成長ばらつきによるレーザ素
子20への悪影響を除くことができる。尚、実施例1と
異なり、素子分離領域28,46をイオン注入法にて形
成するので、エッチングのばらつきが発生することは無
い。
は発光に寄与しないので、マルチビーム半導体レーザの
特性のばらつきを生じさせることがなく、均一な特性を
有する複数のレーザ素子20から構成された、信頼性の
高いマルチビーム半導体レーザを作製することができ
る。
態様に係るマルチビーム半導体レーザに関し、図6の
(A)に模式的な断面図を示すように、複数のレーザ素
子20が一次元的に配列されている。レーザ素子20の
構造は実施例1にて説明したレーザ素子の構造と同様と
することができる。
外側の2箇所の領域40に、複数の溝部50が設けられ
ている。この溝部50は、溝から成る素子分離領域28
を形成するとき、同時に形成することができるし、イオ
ン注入法にて素子分離領域28を形成する場合には、か
かる素子分離領域の形成前あるいは成形後にエッチング
によって形成することができる。外側の領域40には、
レーザ素子と略同一構造を有する擬似レーザ素子を形成
してもよいし、形成しなくともよい。尚、外側の領域4
0の表面には、ダミーの独立電極44を設けることが望
ましい。外側の領域40には複数の溝部50が設けられ
ているので、このダミーの独立電極44の幅は狭い。
ない場合、化合物半導体から成る基板上に化合物半導体
結晶層を成長させたり、エッチングを施した場合の、化
合物半導体結晶層の成長ばらつきやエッチングのばらつ
きによるレーザ素子20への悪影響を回避することはで
きない。
ので、マルチビーム半導体レーザを配線引出用の基板へ
取り付けた後、マルチビーム半導体レーザを使用してい
る間に、熱膨張係数の相違によるレーザ素子20への応
力集中を防止し得る。即ち、ダミーの独立電極44の幅
が狭いので、独立電極44と、配線引出用の基板に設け
られた導体部との間の接触面積が小さくなり、熱応力を
緩和することができる。
け等を行った際に短絡が発生しても、レーザ素子20に
は影響がないので、マルチビーム半導体レーザの配線引
出用の基板への取り付け時、レーザ素子20の信頼性が
低下することを防止し得る。更には、この溝部50によ
って、複数のレーザ素子が形成された領域にハンダや接
着剤が流れ込むことを防止することもできる。尚、この
ハンダや接着剤は、マルチビーム半導体レーザを配線引
出用の基板に固定する役割を果たす。
すように、ジグザグ形状とすることもできる。
溝部50Aを外側の領域40に形成し、この溝部50A
を位置合わせ用マークとして用いることによって、マル
チビーム半導体レーザのボンディング工程において、各
レーザ素子20に形成された独立電極30と、配線引出
用の基板上に形成された導体部との位置合わせを行うと
き、あるいは又、各レーザ素子20に形成された独立電
極30にダイボンディングを施すとき、位置合わせを容
易に行うことが可能になる。
態様に係るマルチビーム半導体レーザに関し、図7に模
式的な断面図を示すように、複数のレーザ素子が一次元
的に配列されている。実施例7においても、レーザ素子
20の構造は実施例1にて説明したレーザ素子の構造と
同様とすることができる。
複数のレーザ素子20が形成された領域の外側の領域4
0に、隆起部52が設けられている。隆起部52は、例
えば、ハンダ層から構成することができ、レーザ素子2
0の独立電極30の頂面より突出している。あるいは
又、隆起部52を、化合物半導体結晶層のエッチング等
によって形成することもできるし、マルチビーム半導体
レーザを配線引出用の基板に固定するための接着剤層か
ら構成することもできる。
設けることによって、真空吸着手段を備えたコレットを
用いてマルチビーム半導体レーザを搬送し、配線引出用
の基板上に搭載する際、図10に示したようなマルチビ
ーム半導体レーザの縁部が配線引出用の基板に強く当っ
ても、レーザ素子20の信頼性が乏しくなるという問題
を解決することができる。尚、隆起部52を、例えばハ
ンダ層から構成すれば、マルチビーム半導体レーザを配
線引出用の基板に取り付けたとき、ハンダが溶融して隆
起部52は無くなる。外側の領域40にはレーザ素子2
0は形成されていないので、ハンダの溶融によって独立
電極が短絡することはない。
明したが本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。複数のレーザ素子が二次元的に配列されたマルチ
ビーム半導体レーザに対して、実施例2〜実施例7にて
説明した構造を適用することができる。レーザ素子の構
造は、実施例にて説明した構造以外にも、SDH構造
等、如何なる構造ともすることができる。
ーザの作製工程における各種の加工・成膜条件等のばら
つきや、マルチビーム半導体レーザの大きさに起因した
組立工程におけるばらつきが少なくなりあるいは無くな
り、更には、マルチビーム半導体レーザ使用時における
熱応力が緩和され、均一な特性を有するレーザ素子が形
成されたマルチビーム半導体レーザを得ることができ
る。
の好ましい態様においては、擬似レーザ素子の電気的特
性を調べることによって、マルチビーム半導体レーザの
完成前に、容易にレーザ素子の電気的特性を予測するこ
とが可能になる。あるいは又、マルチビーム半導体レー
ザのボンディング工程において、各レーザ素子に形成さ
れた電極と、配線引出用の基板上に形成された導体部と
の位置合わせ等を容易に行うことが可能になる。
な断面図である。
な断面図である。
な断面図である。
な断面図である。
な断面図である。
な断面図である。
な断面図である。
って周辺部レーザ素子の方が活性層の厚さが薄くなる状
態を模式的に示す断面図である。
レーザにおいて、電流ブロック層の活性層に対する位置
のずれを模式的に示す断面図である。
問題を説明するための図である。
Claims (3)
- 【請求項1】複数のレーザ素子が一次元的あるいは二次
元的に配列されたマルチビーム半導体レーザであって、
複数のレーザ素子が形成された領域の外側の領域に、使
用時に発光しない擬似レーザ素子が設けられていること
を特徴とするマルチビーム半導体レーザ。 - 【請求項2】複数のレーザ素子が一次元的あるいは二次
元的に配列されたマルチビーム半導体レーザであって、
複数のレーザ素子が形成された領域の外側の領域に、隆
起部若しくは溝部が設けられていることを特徴とするマ
ルチビーム半導体レーザ。 - 【請求項3】複数のレーザ素子が形成された領域の外側
の領域に溝部が設けられており、該溝部はマルチビーム
半導体レーザのボンディング時の位置合わせ用マークを
兼用していることを特徴とする請求項2に記載のマルチ
ビーム半導体レーザ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP35409993A JP3257219B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | マルチビーム半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35409993A JP3257219B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | マルチビーム半導体レーザ |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH07202323A true JPH07202323A (ja) | 1995-08-04 |
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ID=18435294
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JP35409993A Expired - Fee Related JP3257219B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | マルチビーム半導体レーザ |
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JP (1) | JP3257219B2 (ja) |
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- 1993-12-27 JP JP35409993A patent/JP3257219B2/ja not_active Expired - Fee Related
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