JPH09218325A - 半導体レーザモジュール - Google Patents

半導体レーザモジュール

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JPH09218325A
JPH09218325A JP8025054A JP2505496A JPH09218325A JP H09218325 A JPH09218325 A JP H09218325A JP 8025054 A JP8025054 A JP 8025054A JP 2505496 A JP2505496 A JP 2505496A JP H09218325 A JPH09218325 A JP H09218325A
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semiconductor laser
substrate
optical fiber
module
face
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JP8025054A
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Hitoshi Tada
仁史 多田
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ端面やファイバー端面に傷を付けるこ
となく光軸方向の位置合わせを容易かつ高精度に行える
半導体レーザモジュールを提供する。 【解決手段】 半導体レーザチップ３には半導体基板７
部分をレーザ端面から突出するひさし４を形成し、この
ひさし４に光ファイバー６のクラッド面を接触させる構
成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザモ
ジュールに関するものであり、特に、半導体レーザと光
ファイバーを高精度に位置合わせできる半導体レーザモ
ジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信の普及には、キーデバイスである
光送受信モジュールの小型化・低コスト化が必要であ
る。モジュールの小型化・低コスト化を図るため、高精
度に加工されたＳｉ基板上に半導体レーザと光ファイバ
ーを無調整で組み立て可能な半導体レーザモジュールが
種々提案されている。
【０００３】図８は、特開昭６２−５７２７７号公報に
記載された従来の半導体レーザモジュールの断面図を示
す。この半導体レーザモジュールは、レーザチップ２０
０を調節体１１１上に配置し、ガラスファイバー２１０
を調節体１１１のＶ字形溝１４０内に配置するとともに
ガラスファイバー２１０のコア２３０がレーザチップ２
００のレーザ活性域７００と一致するようにファイバー
端面をレーザチップ２００のレーザ端面に当接させるも
のである。
【０００４】上記調節体１１１は、Ｓｉ、ＧａＡｓなど
の半導体材料からなり、そのＶ字形溝１４０は、化学的
エッチングにより形成されており、このＶ字形溝１４０
の角度や深さはガラスファイバー２１０のコア２３０の
位置が正確な横方向、および高さ方向の位置を持つよう
に設計されている。このＶ字形溝１４０の中には、レー
ザチップ２００を載置するための表面部分が残されてお
り、また、レーザチップ２００の、調節体１１１との当
接はメサ形帯状部を持つように形成されており、このメ
サ形帯状部の側面の傾斜角は、レーザチップ２００を調
節体１１１に載置したとき、メサ形帯状部の側面とＶ字
形溝１４０の側面とが密着するように設計されている。
【０００５】この半導体レーザモジュールによれば、モ
ジュールを組み立てる際、レーザチップ２００のメサ形
帯状部の側面がＶ字形溝１４０の側面に密着されるよう
に設計して作製することにより、モジュール中における
レーザチップ２００の横方向、および高さ方向の位置決
めが正確かつ自動的になされ、また、Ｖ字形溝１４０の
角度や深さをガラスファイバー２１０の外径に応じて設
計して作製することにより、モジュール中におけるガラ
スファイバー２１０の横方向、および高さ方向の位置決
めが正確かつ自動的になされ、一方、光軸方向はレーザ
端面とファイバー端面とを当接させることにより位置合
わせが行われる。したがって、この半導体レーザモジュ
ールは、モジュールを組み立てる際、レーザチップ２０
０、およびガラスファイバー２１０をモジュール中の横
方向、および高さ方向の位置合わせを行うことなくガラ
スファイバー２１０のコア２３０とレーザチップ２００
のレーザ活性域７００を自動的に一致させることができ
るというものである。
【０００６】図９は、回路実装学会誌（Vol.10 No.5 AU
G.1995(285-366) ，光デバイスのパッシブアライメント
技術（著者：伊藤正隆、P302-324））に記載された従来
の他の半導体レーザモジュールの分解斜視図を示す。こ
の半導体レーザモジュールはレーザ端面とファイバー端
面１０６ａとを当接させずに半導体レーザ１０３と光フ
ァイバー１０６をＳｉ基板１０１上に配置するものであ
り、図中、白矢印で示すように、半導体レーザ１０３を
Ｓｉ基板１０１上のＶ溝１０２が形成されていない箇所
１０３ｂに配置し、光ファイバー１０６をＶ溝１０２内
に配置するとともにファイバー端面１０６ａを矩形溝１
０４の側面に当接させてなるものである。
【０００７】上記Ｓｉ基板１０１上のＶ溝１０２は、Ｋ
ＯＨ（水酸化カリウム）等の強アルカリ性エッチャント
を用いた異方性化学エッチングにより形成されており、
矩形溝１０４は、Ｖ溝１０２端においてＶ溝１０２に対
し直交する方向にダイシング等で形成されている。
【０００８】この半導体モジュールによれば、モジュー
ルを組み立てる際、半導体レーザ１０３の位置決めは、
半導体レーザ１０３とＳｉ基板１０１上にそれぞれ設け
たマーカー（図示せず）を用いて行われ、また、光ファ
イバー１０６の横方向、および高さ方向の位置決めは、
Ｓｉ基板１０１に異方性化学エッチングにより形成され
たＶ溝１０２内に固定することにより行われており、一
方、光軸方向におけるレーザ端面とファイバー端面１０
６ａとの位置合わせは、Ｖ溝１０２端近傍にダイシング
等で形成された矩形溝１０４の側面に、ファイバー端面
１０６ａを当接することにより行われる。したがって、
この半導体レーザモジュールは、モジュールを組み立て
る際、半導体レーザ１０３と光ファイバー１０６の横方
向、および高さ方向の位置合わせを行うことなく光ファ
イバー１０６の中心と半導体レーザ１０３の発光点を自
動的に一致させることができるというものである。
【０００９】また、回路実装学会誌（Vol.10 No.5 AUG.
1995(285-366) ，光通信における実装技術（著者：矢野
光博、P325-329) ）に記載された従来のさらに他の半導
体レーザモジュールでは、図９に示した半導体レーザモ
ジュールのような矩形溝を形成せずにＬＤ結合部にファ
イバー固定用ストッパを設けて、このファイバー固定用
ストッパにファイバー端面を当接させて、半導体レーザ
と光ファイバーの光軸方向の位置合わせを行うというも
のである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図８に示した従来の半
導体モジュールでは、レーザ端面とファイバー端面とが
当接されるものであるので、ガラスファイバー２１０を
Ｖ字形溝１４０内に配置する際、レーザ端面やファイバ
ー端面に傷を付けてしまい、半導体レーザと光ファイバ
ーとの結合効率を低下させるという問題があった。
【００１１】また、図９に示した従来の他の半導体モジ
ュールでは、レーザ端面とファイバー端面１０６ａとを
当接させるものではないが、光ファイバー１０６をＶ溝
１０２内に配置して光軸方向の位置合わせを行う際、フ
ァイバー端面１０６ａを矩形溝１０４の側面に何度か押
し当てて調整する必要があるため、ファイバー端面１０
６ａに傷を付けてしまい、やはり半導体レーザと光ファ
イバーとの結合効率を低下させるという問題点があっ
た。
【００１２】さらに、図９に示した従来の他の半導体モ
ジュールでは、光ファイバー１０６は矩形溝１０４の側
面に接触させて所定の位置に配置されるが、半導体レー
ザ１０３の位置決めは半導体レーザ１０３とＳｉ基板１
０１の双方に形成したマーカーを用いて行われるので、
その精度はマーカーの位置合わせ精度に依存し、μｍオ
ーダーの精度でしか調整できず、このため、光軸方向に
おいてはより精密な位置合わせができないという問題点
があった。
【００１３】また、回路実装学会誌（Vol.10 No.5 AUG.
1995(285-366) ，光通信における実装技術（著者：矢野
光博、P325-329) ）に記載された従来のさらに他の半導
体レーザモジュールにおいても、同様にファイバー固定
用ストッパにファイバー端面を当接させて光軸方向の位
置合わせを行うものであるため、図９に示した半導体レ
ーザモジュールと同様の問題点があった。
【００１４】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたものであり、レーザ端面やファイバー端面に
傷を付けることなく光軸方向の位置合わせを容易かつ高
精度に行える半導体レーザモジュールを得ることを目的
とする。また、この発明は、光軸方向の位置合わせをよ
り高精度に、しかも自己整合的に行える半導体レーザモ
ジュールを得ることをも目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明（請求項１）に
係る半導体レーザモジュールは、モジュール基板と、該
モジュール基板上に配置された半導体レーザチップと、
そのファイバー端面が上記半導体レーザチップのレーザ
光出射端面に対向するように，上記モジュール基板上に
配置された光ファイバーとを有する半導体レーザモジュ
ールにおいて、上記半導体レーザチップは、半導体基板
上に積層されたレーザ光出射部を含む複数の半導体層を
有し、かつ上記半導体基板部分に上記レーザ光出射端面
から突出するように形成されたひさし部分を備えたもの
であり、上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア
部と該コア部を被覆するように配置されるクラッド部を
有するものであり、クラッド部の上記ファイバー端面が
上記半導体レーザチップのひさし部分に当接されて光軸
方向の位置決めがされていることを特徴とする。
【００１６】この発明（請求項２）に係る半導体レーザ
モジュールは、上記半導体レーザモジュール（請求項
１）において、上記ひさし部分は、半導体レーザチップ
の幅方向の両端部に形成されたものであることを特徴と
する。
【００１７】この発明（請求項３）に係る半導体レーザ
モジュールは、モジュール基板と、該モジュール基板上
に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
するように，上記モジュール基板上に配置された光ファ
イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、上
記半導体レーザチップは、半導体基板上に積層されたレ
ーザ光出射部を含む複数の半導体層を有するものであ
り、上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア部と
該コア部を被覆するように配置されるクラッド部を有す
るものであり、そのクラッド部分に上記ファイバー端面
から突出するように形成されたひさし部分を備え、該ひ
さし部分が上記半導体レーザチップの半導体基板部分の
端面に当接されて光軸方向の位置決めがされていること
を特徴とする。
【００１８】この発明（請求項４）に係る半導体レーザ
モジュールは、モジュール基板と、該モジュール基板上
に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
するように，上記モジュール基板上に配置された光ファ
イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、上
記光ファイバーは、その外周の一部に形成された光ファ
イバー側ガイド手段を備え、上記モジュール基板は、光
ファイバー側ガイド手段の形状に係合する形状の基板側
ガイド手段を有する溝を備え、上記光ファイバーは、上
記光ファイバー側ガイド手段と基板側ガイド手段とが一
致するように上記モジュール基板の上記溝内に配置され
て光軸方向の位置決めがされていることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．この発明の実施の形態１における半導体
レーザモジュール（請求項１）は、図１ないし図３に示
すように、モジュール基板１と、該モジュール基板１上
に配置された半導体レーザチップ３と、そのファイバー
端面が上記半導体レーザチップ３のレーザ光出射端面３
２に対向するように，上記モジュール基板１上に配置さ
れた光ファイバー６とを有する半導体レーザモジュール
において、上記半導体レーザチップ３は、半導体基板７
上に積層されたレーザ光出射部を含む複数の半導体層を
有するものであり、かつ上記半導体基板７部分に上記レ
ーザ光出射端面３２から突出するように形成されたひさ
し部分４を備え、上記光ファイバー６は、光導波方向に
伸びるコア部６２と該コア部６２を被覆するように配置
されるクラッド部６１を有するものであり、クラッド部
６１の上記ファイバー端面が上記半導体レーザチップ３
のひさし部分４に当接されて光軸方向の位置決めがされ
ている構成としたものであり、これにより、レーザ光出
射端面３２とファイバー端面とを接触させることなく、
しかもその距離の位置合わせが高精度かつ容易に行える
ため、レーザ光出射端面３２やファイバー端面を傷つけ
ることなく、しかも光ファイバー６と半導体レーザチッ
プ３の光軸方向の位置合わせがひさし部分４の長さによ
って自己整合的に決定される半導体レーザモジュールを
実現することができるという効果が得られる。
【００２０】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
おける半導体レーザモジュール（請求項２）は、図４、
図５に示すように、上記実施の形態１（請求項１）にお
ける半導体レーザモジュールにおいて、上記ひさし部分
４は、半導体レーザチップ３の幅方向の両端部に形成さ
れた構成としたものであり、これにより、上記実施の形
態１における効果に加えて、活性層５から出射されたレ
ーザ光９がひさし部分４によって反射されることがない
ため、半導体レーザチップ３と光ファイバー６との距離
の設計自由度が広い半導体レーザモジュールを実現する
ことができるという効果が得られる。
【００２１】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
おける半導体レーザモジュール（請求項３）は、図６に
示すように、モジュール基板１と、該モジュール基板１
上に配置された半導体レーザチップ３と、そのファイバ
ー端面が上記半導体レーザチップ３のレーザ光出射端面
に対向するように，上記モジュール基板１上に配置され
た光ファイバー６とを有する半導体レーザモジュールに
おいて、上記半導体レーザチップ３は、半導体基板上に
積層されたレーザ光出射部を含む複数の半導体層を有す
るものであり、上記光ファイバー６は、光導波方向に伸
びるコア部６２と該コア部６２を被覆するように配置さ
れるクラッド部６１を有するものであり、そのクラッド
部分６１に上記ファイバー端面から突出するように形成
されたひさし部分２０を備え、該ひさし部分２０が上記
半導体レーザチップ３の半導体基板部分の端面に当接さ
れて光軸方向の位置決めがされている構成としたもので
あり、これにより、レーザ光出射端面とファイバー端面
とを接触させることなく、しかもその距離の位置合わせ
が高精度かつ容易に行えるため、レーザ光出射端面やフ
ァイバー端面を傷つけることなく、しかも光ファイバー
６と半導体レーザチップ３の光軸方向の位置合わせがひ
さし部分２０の長さによって自己整合的に決定される半
導体レーザモジュールを実現することができるという効
果が得られる。
【００２２】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
おける半導体レーザモジュール（請求項４）は、図７に
示すように、モジュール基板１と、該モジュール基板１
上に配置された半導体レーザチップ３と、そのファイバ
ー端面が上記半導体レーザチップ３のレーザ光出射端面
に対向するように，上記モジュール基板１上に配置され
た光ファイバー６とを有する半導体レーザモジュールに
おいて、上記光ファイバー６は、その外周の一部に形成
された光ファイバー側ガイド手段２２を備え、上記モジ
ュール基板１は、光ファイバー側ガイド手段２２の形状
に係合する形状の基板側ガイド手段２３を有する溝２を
備え、上記光ファイバー６は、上記光ファイバー側ガイ
ド手段２２と基板側ガイド手段２３とが一致するように
上記モジュール基板１の上記溝２内に配置されて光軸方
向の位置決めがされている構成としたものであり、これ
により、レーザ光出射端面とファイバー端面とを接触さ
せることなく、しかも光ファイバー６はあらかじめ設計
された位置に無調整で固定されるため、レーザ光出射端
面やファイバー端面を傷つけることなく、しかも半導体
レーザチップ３をあらかじめ高精度に位置決めして基板
１上に固定することにより、光ファイバー６と半導体レ
ーザチップ３の光軸方向の位置合わせが高精度かつ容易
に行える半導体レーザモジュールを実現することができ
るという効果が得られる。
【００２３】
【実施例】
実施例１．図１は、本発明の実施例１による半導体レー
ザモジュールの側面図を示す。図において、１はモジュ
ール基板としてのＳｉ基板、２はＶ溝、３は半導体レー
ザチップ、４は半導体レーザのひさし部分、５は半導体
レーザの活性層、６は光ファイバー、９は半導体レーザ
チップ３から出射されるレーザ光、６１は光ファイバー
６のクラッド部、６２は光ファイバー６のコア部をそれ
ぞれ示す。
【００２４】この実施例１に係る半導体レーザモジュー
ルは、Ｓｉ基板１上に半導体基板側を上にして配置され
た半導体レーザチップ３と、この半導体レーザチップ３
のレーザ光出射端面にファイバー端面を対向させて，上
記Ｓｉ基板１に形成したＶ溝２内に配置された光ファイ
バー６とを備えており、上記半導体レーザチップ３に
は、その半導体基板部分にレーザ光出射端面から突出す
るひさし部分４が形成されている。また、上記光ファイ
バー６は、クラッド部６１の端面が半導体レーザチップ
３のひさし部分４に当接するように配置される。
【００２５】まず、上記半導体レーザチップ３の構造に
ついて説明する。図２は、この半導体レーザチップ３の
製造工程を示す斜視図であり、図２(f)は完成したレー
ザチップを示している。図２(f) において、レーザチッ
プはｐ−ＩｎＰ基板７の一部がレーザ光出射端面より任
意の長さだけ突出した構造を有する。ｐ−ＩｎＰ基板７
上には、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ第１クラッド層８、ＩｎＰ
／ＩｎＧａＡｓＰ活性層５、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ第２ク
ラッド層１０、及びｎ−ＩｎＰ第１コンタクト層１１が
順次積層配置される。これらの各層の層厚は、第１クラ
ッド層８が１．５μｍ、活性層５が０．１μｍ、第２ク
ラッド層１０が１．５μｍ、第１コンタクト層１１が２
〜３μｍである。これらの層は、エッチングによりリッ
ジストライプ形状に成形されており、このリッジストラ
イプの両側には、該リッジストライプを埋め込むように
ｎ−ＩｎＰ層１３ａとｐ−ＩｎＰ層１３ｂからなる電流
ブロック層１３が配置される。上記リッジストライプと
電流ブロック層１３の上には、これらの層を覆うように
ｎ−ＩｎＰ第２コンタクト層１４が形成されている。ま
た、リッジストライプの両側には、半導体レーザチップ
３の容量低減のための溝３１が形成されている。この溝
３１の表面上、及び第２コンタクト層１４上には、光導
波路となるリッジストライプ上を除き、ＳｉＯ2等から
なる表面保護膜１５が形成されている。そして、第２コ
ンタクト層１４上にはｎ側電極１６が形成され、また、
基板１の裏面側にはｐ側電極１８が形成されている。
【００２６】つぎに、この半導体レーザチップ３の動作
について説明する。この半導体レーザチップ３の動作と
しては、ｐ側電極１８側に＋（プラス）、ｎ側電極１６
側に−（マイナス）となるように電圧を印加すると、電
子はｐ−ＩｎＰ基板１、第１クラッド層８を経て活性層
５に注入され、一方、ホール（正孔）は第２コンタクト
層１４、第１コンタクト層１１、第２クラッド層１０を
経て活性層５に注入される。活性層５では、電子とホー
ルの再結合が起こり、活性層５内で誘導放出光が生じ、
さらにキャリア（電子とホール）の注入量を十分高くし
て光導波路における損失を超える光が発生すればレーザ
発振が生じる。
【００２７】つぎに、半導体レーザチップ３の製造方法
を図２(a) 〜 (f)に沿って説明する。まず、ｐ−ＩｎＰ
基板上７にｐ−ＩｎＧａＡｓＰ第１クラッド層８、Ｉｎ
Ｐ／ＩｎＧａＡｓＰ活性層５、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ第２
クラッド層１０、ｎ−ＩｎＰコンタクト層１１を順次結
晶成長する（図２(a) ）。結晶成長には有機金属気相成
長（ＭＯＣＶＤ）法や分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法
等が用いられており、成長温度としては６００℃から７
００℃に設定される。続いて、ＳｉＯ2 等の絶縁膜１２
をスパッタやＣＶＤ法を用いて約１００ｎｍの厚みに形
成した後、約５μｍのストライプ状にパターニングする
（図２(b) ）。
【００２８】このストライプ状にパターニングした絶縁
膜１２以外の領域を、臭化水素あるいは臭素を含んだエ
ッチング液を用いて、少なくとも活性層５の下までエッ
チングし光導波路となるリッジストライプを形成した
後、このエッチング除去した領域をｎ−ＩｎＰ層１３
ａ、およびｐ−ＩｎＰ層１３ｂからなる電流ブロック層
１３で埋め込み成長し、ついで、絶縁膜１２を除去した
後に全面にｎ−ＩｎＰ第２コンタクト層１４を成長する
（図２(c) ）。
【００２９】次に、半導体レーザチップ３の容量低減の
ため、光導波路となるリッジストライプの両側の電流ブ
ロック層１３をｐｎ接合より深いところまでエッチング
した後、ＳｉＯ2 等で表面保護膜１５を形成し、続いて
光導波路となるリッジストライプ上の表面保護膜１５を
除去した後、この表面保護膜１５の上からｎ側電極１６
を形成する（図２(d) ）。
【００３０】そして、レーザ光出射端面３２を形成する
ためのレジストパターン１７を層上に形成し、メタン、
水素を含むガスを用いて活性層３の下までドライエッチ
ングし、レーザ光出射端面３２を形成する（図２(e)
）。
【００３１】最後に、ｐ−ＩｎＰ基板７を１００μｍ厚
までその表面を研磨した後、ｐ側電極１８を形成する。
この時、金属（ｐ側電極１８）をパターニングすること
により、Ｓｉ基板１に半導体レーザチップ３をボンディ
ングする際の位置合わせ用のマーカー１９と、へき開位
置を示すマーカーとを形成しておく。その後、へき開用
マーカーに従ってｐ−ＩｎＰ基板７をへき開することに
より、図１に示す半導体レーザチップ３が製造される
（図２(f) ）。このように、へき開用マーカーに従って
ｐ−ＩｎＰ基板７をへき開することにより、ひさし部分
４の長さを精度良く決定することができる。通常、埋め
込み構造を用いたＩｎＰ系レーザは約３０度の角度でレ
ーザ光が出射されるため、ひさし部分４の長さは出射さ
れたレーザ光が当たらないようにする必要があり、例え
ば、端面形成のドライエッチングの深さが活性層５から
５μｍの位置まであれば、ひさし部分４の長さは約２０
μｍ以下にする必要がある。なお、このひさし部分４の
長さは、光ファイバー６との結合効率を考慮すると短い
程好ましい。
【００３２】一方、光ファイバー６は、その中心には半
導体レーザチップ３から出射されたレーザ光４が入射さ
れるコア部６２と、このコア部６２の周囲にはコア部６
２より屈折率の低いクラッド部６１が形成されたもので
あり、半導体レーザチップ３より入射された光は、コア
部６２内において伝送される。この光ファイバー６とし
ては、従来からあるものを使用することができる。
【００３３】次に、この実施例１における半導体レーザ
モジュールの組立方法について説明する。図３は、この
実施例１の半導体レーザモジュールの組立方法を示す斜
視図であり、同図を参照して、まず、半導体レーザチッ
プ３をｐ−ＩｎＰ基板７側が上になるように、ｐ−Ｉｎ
Ｐ基板７およびＳｉ基板１双方に設けられたマーカー１
９を用いて位置合わせを行い、半導体レーザチップ３を
Ｓｉ基板１上の所定位置にボンディングする（図３(a)
）。続いて、光ファイバー６をＳｉ基板１に形成され
たＶ溝２内に置き（図３(b) ）、そして、この光ファイ
バー６の先端におけるクラッド部６１を半導体レーザチ
ップ３のひさし部分４に接触させた後、光ファイバー６
を接着剤等で固定することにより、図１に示す実施例１
における半導体レーザモジュールが完成する（図３(c)
）。
【００３４】このように、実施例１の半導体レーザモジ
ュールは、光ファイバー６の横方向、高さ方向はＶ溝２
の形状で決定され、光軸方向は、従来のような矩形溝１
０４やファイバー固定用ストッパ等により決定されるの
ではなく、あらかじめ加工された半導体レーザチップ３
のひさし部分４の長さによって自己整合的に決定される
ため、半導体レーザチップ３の活性層５と光ファイバー
６の端面部との距離は、ひさし部分４を成形するフォト
リソグラフィー技術の精度に依存し、ｎｍオーダーの精
度で決定でき、したがって、半導体レーザチップ３の活
性層５と光ファイバー６の端面部との距離を高精度で更
に容易に位置合わせを行える半導体レーザモジュールを
実現することができるという効果がある。また、この実
施例１の半導体レーザモジュールでは光ファイバー６の
端面がレーザの活性層５に直接接触することなく、ひさ
し部分４に当接させることにより一度で光軸方向の位置
合わせが決定でき、しかもその調整を要しないため、従
来の半導体レーザモジュールのように、光ファイバーに
よってレーザ光出射端面が傷つけられる心配もなく、半
導体レーザと光ファイバーとの結合効率のよい半導体レ
ーザモジュールを実現することができるという効果があ
る。
【００３５】実施例２．図４は、本発明の実施例２にお
ける半導体レーザモジュールを示した平面図であり、図
５は、この半導体レーザチップ３の製造工程の一部を示
す斜視図である。
【００３６】この実施例２における半導体レーザモジュ
ールは、上記実施例１における半導体レーザチップ３の
ひさし部分４において、図５(b) に示すように、リッジ
ストライプに応じた真ん中部分に開口４１を形成して、
レーザチップ３の両端にのみレーザ光出射端面から突出
するひさし部分４が形成された構造を備えているもので
ある。
【００３７】つぎに、この半導体レーザチップ３の製造
方法について、図５に沿って簡単に説明する。この半導
体レーザチップ３は、まず、図２に示した製法によりレ
ーザ光出射端面を活性層５を越える深さまでドライエッ
チングによって形成し（図５(a) ）、その後、半導体レ
ーザチップ３の活性層５より出射されたレーザ光９を遮
らないように、活性層５付近のひさし部分４を、塩酸を
含んだ溶液などを用いてエッチングにより除去して開口
４１を形成することにより（図５(b) ）、図４に示した
半導体レーザモジュールにおける半導体レーザチップ３
が製造される。
【００３８】この実施例２における半導体レーザモジュ
ールは、半導体レーザチップ３をＳｉ基板１上にボンデ
ィングした後、光ファイバー６をＶ溝２内に置き、光フ
ァイバー６の先端部を半導体レーザチップ３のひさし部
分４に接触させて固定することにより組み立てることが
でき、Ｓｉ基板１へのボンディング方法等については、
上記実施例１において示した方法と同様にして行うこと
ができる。
【００３９】このように、この実施例２における半導体
レーザモジュールは、上記実施例１と同様に光ファイバ
ー６の横方向、高さ方向はＶ溝２の形状で決定され、し
かも光軸方向はあらかじめ加工された半導体レーザチッ
プ３のひさし部分４の長さによって自己整合的に決定さ
れるため、Ｓｉ基板に矩形溝１０４や、ファイバー固定
用ストッパー等を形成して光ファイバー１０６の位置合
わせを行う従来のものよりも、半導体レーザチップ３の
活性層５と光ファイバー６のファイバー端面との距離を
高精度かつ容易に位置合わせを行うことができるという
効果がある。
【００４０】しかも、上記実施例１で示した半導体レー
ザモジュールの構造では、ひさし部分４の長さが長くな
ると活性層５から出射されたレーザ光９がひさし部分４
に当たって乱反射され、その結果、光ファイバー６との
結合効率が低下するだけでなくノイズを発生させる恐れ
があるが、この実施例２の半導体レーザモジュールによ
れば、半導体レーザチップ３のひさし部分４には、開口
４１が形成されているため、レーザ光９がひさし部分４
によって反射されることを確実に防ぐことができ、その
ため、半導体レーザチップ３と光ファイバー６との距離
の設計自由度が増す半導体レーザモジュールが得られる
という効果がある。
【００４１】実施例３．図６(a) は、本発明の実施例３
における半導体レーザモジュールを示す側面図であり、
同図(b) は、この実施例３の半導体レーザモジュールに
使用する光ファイバーの先端部分を示す斜視図である。
図において、２０は光ファイバー６に形成したひさし部
分を示す。
【００４２】この実施例３の半導体レーザモジュール
は、Ｖ溝２が形成された基板１と、この基板１上に半導
体基板側を上にして配置された半導体レーザチップ３
と、この半導体レーザチップ３のレーザ光出射端面にフ
ァイバー端面を対向させて，上記基板１のＶ溝２内に配
置された光ファイバー６とからなり、上記光ファイバー
６には、そのクラッド部分６１をファイバー端面から突
出するようにひさし部分２０が形成されており、このひ
さし部分２０を半導体レーザチップ３の半導体基板部分
に当接させて光軸方向の位置決めがなされる構成を有す
るものである。
【００４３】また、図６(b) に示すように、上記光ファ
イバー６に形成されたひさし部分２０は、光ファイバー
６の先端部分を機械加工して、任意の長さだけファイバ
ー端面から突出するように作られたものである。但し、
光ファイバー６のひさし部分２０の長さは、半導体レー
ザチップ３から出射されたレーザ光９がひさし部分２０
に当たらないようにしておく必要がある。
【００４４】この実施例３における半導体レーザモジュ
ールは、半導体レーザチップ３をＳｉ基板１上にボンデ
ィングした後、光ファイバー６をＶ溝２内に置き、その
先端のひさし部分２０が半導体レーザチップ３のｐ−Ｉ
ｎＰ基板７部分に接触するように固定し、その後、光フ
ァイバーを接着剤等で固定することにより組み立てるこ
とができる。なお、Ｓｉ基板１へのボンディング方法等
については、上記実施例１において示した方法と同様に
して行うことができる。
【００４５】このように、この実施例３の半導体レーザ
モジュールでは、光軸方向の距離は光ファイバー６のひ
さし部分７の長さで決定されるため、半導体レーザチッ
プ３と光ファイバー６との光軸方向の位置合わせを自己
整合的に行える半導体レーザモジュールを実現すること
ができるという効果がある。
【００４６】なお、このひさし部分２０の形状について
は特に限定されず、例えば、ひさし部分２０の中央部分
に開口を設けた形状にすることや、矩形状にする等その
他所望の形状とすることが可能である。
【００４７】実施例４．図７(a) は、本発明の実施例４
における半導体レーザモジュールを示した平面図であ
り、同図(b) および(c) は、この実施例４の半導体レー
ザモジュールに使用する光ファイバーの先端部分を示す
斜視図である。図において、２２は光ファイバー側ガイ
ド手段としての光ファイバー側ガイド溝，２３は基板側
ガイド手段としてのＳｉ基板側ガイド溝を示す。
【００４８】図７(a) に示すように、この実施例４にお
ける半導体レーザモジュールは、Ｓｉ基板１上にｐ−Ｉ
ｎＰ基板７側を上にして配置された半導体レーザチップ
３と、この半導体レーザチップ３のレーザ光出射端面に
ファイバー端面を対向させて，上記Ｓｉ基板１に形成し
たＶ溝２内に配置された光ファイバー６とを備え、上記
光ファイバー６には、その外周部に光ファイバー側ガイ
ド溝２２が形成されており、上記Ｓｉ基板１のＶ溝２内
には、光ファイバー側ガイド溝２２に沿った形状の基板
側ガイド溝２３が形成されている構成としたものある。
【００４９】上記光ファイバー６の光ファイバー側ガイ
ド溝２２は、図７(c) に示すように、光ファイバー６の
外周の一部を機械加工により削って形成される。また、
Ｓｉ基板１のＳｉ基板側ガイド溝２３は、通常のフォト
リソグラフィー技術を用いて、光ファイバー側ガイド溝
２２と一致するように形成される。なお、光ファイバー
側ガイド溝２２は、図７(b) に示すように、光ファイバ
ー６の外周の一部を小径化するように形成したものであ
ってもよい。
【００５０】そして、この実施例４における半導体レー
ザモジュールは、半導体レーザチップ３をＳｉ基板１上
にボンディングした後、光ファイバー６をＶ溝２内に置
き、光ファイバー６のガイド溝２２とＶ溝２のガイド溝
２３とを一致させて固定することにより組み立てること
ができ、Ｓｉ基板１へのボンディング方法等について
は、上記実施例１において示した方法と同様にして行う
ことができる。
【００５１】この実施例４における半導体レーザモジュ
ールは、レーザ光出射端面とファイバー端面とを接触さ
せることなく組立られるので、レーザ光出射端面やファ
イバー端面に傷をつける心配がなく、また、Ｓｉ基板１
に形成したガイド溝２３は、通常のフォトリソグラフィ
ー技術を用いるためｎｍオーダーの精度で加工すること
ができ、Ｓｉ基板側ガイド溝２３と半導体レーザ用のボ
ンディングマーカーも同一Ｓｉ基板１上に形成されるた
め、半導体レーザチップ３はＳｉ基板側ガイド溝に対し
てμｍオーダーの精度で位置合わせを行うことができ
る。したがって、実施例４における半導体レーザモジュ
ールによれば、従来のもののようにファイバー先端をフ
ァイバー固定用ストッパ等に押し当てて固定することな
く組立られるので、ファイバー端面が傷つく恐れがな
く、しかも、光ファイバー６はあらかじめ設計された位
置に無調整で固定され、一方、半導体レーザチップ３は
Ｓｉ基板１上に形成されたマーカーを用いて位置決めす
ることができ、このため、半導体レーザチップと光ファ
イバーとの結合効率の高く、しかも両者の距離を高精度
に位置合わせを行える半導体レーザモジュールを実現す
ることができるという効果がある。
【００５２】ところで、特開昭６３−１２５９０８号公
報には、ガイドピンを用いて光コネクタフェルールの結
合を実現する光コネクタにおいて、ガイドピンの中間部
の少なくとも一部が小径部を形成し、ガイドピンの小径
部の少なくとも一部が光コネクタフェルール結合部の結
合部に位置するように構成されている光コネクタが記載
されているが、これは、軸方向に変形吸収領域をつくり
ガイドピンとガイドピン穴の結合に伴うクリアランスを
零又は著しく減少させ、安定した低損失結合を実現する
ものであり、本実施例４の半導体レーザモジュールとは
関連するものではない。
【００５３】なお、上記実施例１〜４では、半導体レー
ザチップ３については、ｐ−ＩｎＰ基板７を用いたもの
を示したが、ｐ−ＩｎＰに代えてｎ−ＩｎＰを用いても
良く、また、ＧａＡｓ基板を用いた半導体レーザでも同
様の構造を作製することができる。さらに、上記実施例
１〜４では、半導体レーザチップ３のレーザ光出射端面
形成においてドライエッチングをメタンと水素を含むガ
スとしたが、同様の形状が得られるものであれば、メタ
ンに代えて、例えば、エタン、プロパン等その他のガス
を用いても良い。また、半導体レーザチップ３側のマー
カー１９として、金属のパターニングによる形成方法を
示したが、ｐ−ＩｎＰ基板７自体をエッチングしてマー
カーを形成しても良い。さらに、実施例１〜３におい
て、ひさし部分４の長さはレーザ光の出射角度に依存す
るため、出射角度の小さい半導体レーザを用いればひさ
し部分の長さを長くすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明における実施例１の半導体レーザモ
ジュールを示す側面図である。
【図２】 実施例１の半導体レーザモジュールにおける
半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。
【図３】 実施例１の半導体レーザモジュールの組立方
法を示す斜視図である。
【図４】 この発明における実施例２の半導体レーザモ
ジュールを示す平面図である。
【図５】 実施例２の半導体レーザモジュールにおける
半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。
【図６】 図６(a) は、この発明における実施例３の半
導体レーザモジュールを示す側面図であり、同図(b)
は、光ファイバーの先端部分を示す斜視図である。
【図７】 図７(a) は、この発明における実施例４の半
導体レーザモジュールを示す平面図であり、同図(b) 及
び (c)は、光ファイバーの先端部分を示す斜視図であ
る。
【図８】 従来の半導体レーザモジュールを示す断面図
である。
【図９】 従来の他の半導体レーザモジュールを示す分
解斜視図である。
【符号の説明】
１ Ｓｉ基板、２ Ｖ溝、３ 半導体レーザチップ、４
ひさし部分、５ 活性層、６ 光ファイバー、７ ｐ
−ＩｎＰ基板、８ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ第１クラッド
層、９ レーザ光、１０ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ第２クラ
ッド層、１１ ｎ−ＩｎＰコンタクト層、１２ 絶縁
膜、１３ 電流ブロック層、１３ａ ｎ−ＩｎＰ層、１
３ｂ ｐ−ＩｎＰ層、１４ ｎ−ＩｎＰコンタクト層、
１５ 表面保護膜、１６ ｎ側電極、１７ レジストパ
ターン、１８ ｐ側電極、１９ マーカー、２２ 光フ
ァイバー側ガイド手段、２３ Ｓｉ基板側ガイド手段、
３１ 溝、３２ レーザ光出射端面、４１ 開口、６１
クラッド部、６２ コア部、１０１ Ｓｉ基板、１０
２ Ｖ溝、１０３ 半導体レーザ、１０４ 矩形溝、１
０６ 光ファイバー、１０６ａ ファイバー端面、１１
１ 調節体、１４０Ｖ字形溝、２００ レーザ、２１０
ガラスファイバー、２３０ コア、７００レーザ活性
域。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モジュール基板と、該モジュール基板上
    に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
    面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
    するように，上記モジュール基板上に配置された光ファ
    イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、 上記半導体レーザチップは、半導体基板上に積層された
    レーザ光出射部を含む複数の半導体層を有し、かつ上記
    半導体基板部分に上記レーザ光出射端面から突出するよ
    うに形成されたひさし部分を備えたものであり、 上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア部と該コ
    ア部を被覆するように配置されるクラッド部を有するも
    のであり、クラッド部の上記ファイバー端面が上記半導
    体レーザチップのひさし部分に当接されて光軸方向の位
    置決めがされていることを特徴とする半導体レーザモジ
    ュール。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザモジュー
    ルにおいて、 上記ひさし部分は、半導体レーザチップの幅方向の両端
    部に形成されたものであることを特徴とする半導体レー
    ザモジュール。
  3. 【請求項３】 モジュール基板と、該モジュール基板上
    に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
    面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
    するように，上記モジュール基板上に配置された光ファ
    イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、 上記半導体レーザチップは、半導体基板上に積層された
    レーザ光出射部を含む複数の半導体層を有するものであ
    り、 上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア部と該コ
    ア部を被覆するように配置されるクラッド部を有するも
    のであり、そのクラッド部分に上記ファイバー端面から
    突出するように形成されたひさし部分を備え、該ひさし
    部分が上記半導体レーザチップの半導体基板部分の端面
    に当接されて光軸方向の位置決めがされていることを特
    徴とする半導体レーザモジュール。
  4. 【請求項４】 モジュール基板と、該モジュール基板上
    に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
    面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
    するように，上記モジュール基板上に配置された光ファ
    イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、 上記光ファイバーは、その外周の一部に形成された光フ
    ァイバー側ガイド手段を備え、 上記モジュール基板は、光ファイバー側ガイド手段の形
    状に係合する形状の基板側ガイド手段を有する溝を備
    え、 上記光ファイバーは、上記光ファイバー側ガイド手段と
    基板側ガイド手段とが一致するように上記モジュール基
    板の上記溝内に配置されて光軸方向の位置決めがされて
    いることを特徴とする半導体レーザモジュール。
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