JPS6293990A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体レーザ装置に係り、特に半導体レー
ザ素子と受光素子とをシングルチップ化したものに関す
るものである。

〔従来の技術〕

第８図は従来の半導体レーザ装置を示す断面図であり、
図において、（１）は半導体レーザ素子で、この半導体
レーザ素子は、第４図に示すようにＰ形ＱａＡｓからな
る半導体基板（２）と、この半導体基板（２）の−主面
上に設けられたＰ形ｋｌｘ　Ｇａ　ｌ−ｘ　Ａｓからな
る下クラッド層（３）と、この下クラッド層（３）上に
設けられたＰ形Ａｌｘ　Ｇａ　１−Ｘ　Ａｓからなる活
性層（４）と、この活性層（４）上に設けられたｎ形Ａ
！！ｘＧａｌ−ｚＡｓ　　からなる上クラッド層（５）
と、この上クラッド層（５）上に設けられたｎ形ＧａＡ
ｓからなるコンタクト層（６）と、このコンタクト層（
６）上に設けられたｎ形電極（７）と、上記半導体基板
（２）の他の主面に設けられたＰ形電極（８）とからな
るものである。このような半導体レーザ素子（１）は、
対向する２つの共振器端面（９）閘の活性層（４）から
レーザ光Ｃｌ０Ｑイを発振するようになっているもので
ある。０υはこの半導体素子（１）を固着し支持するシ
リコンサブマウント、（２）はこのサブマウントα刀を
固着し支持する放熱用金属ブロック、（至）はこの放熱
用金属ブロック（６）を固着し支持するステム基体、α
荀はこのステム基体υに取り付けられた外部リード、（
ト）はこのステム基体０３に対し１３度程度の角度で固
着されるレーザ光ａ６モニター用のフォトダイオード、
ＯＱはこのフォトダイオード（ト）が上記半導体レーザ
素子（１）のｔｄ極と外部リード（＋４１とを接続する
金線である。

この様に構成された半導体レーザ装置の組立工程及び°
直気的特性評価の方法につい゛Ｃ以下に説明する。先ず
、半導体レーザ素子（１）が複数形成された半導体ウェ
ハをメスによりへき開する工程を経て、複数の半導体レ
ーザ素子（１）を１列毎にバー状に分離し、この分離し
たバーを構成する各々の半導体レーザ素子（１）の共振
器端面（９）　（９ｆが表面に表われるようにする。そ
の後第４図に示すバー装置治具α力の溝に収め、バーが
溝内で動かない様吸引して固定した状態で、半導体レー
ザ素子（１）のｎ形電極（７）の各々に順にプローバ（
ト）を接触させ、ｎ形電極（７）とＰ形電極（８）との
間に順方向↑Ｕ圧を印加する。

半導体レーザ素子（１）は印加される電圧が閾値レベル
に達すると共振器端面（９）　（９５の活性Ｑ（４）か
らレーザ光ａａ　ａｊを発振するから、このレーザ光ａ
ｃｈを太陽電池α場でモニターすることにより半導体レ
ーザ素子（１）の電気的特性を評価する。この様な電気
的特性の評価をした後上記バーを半導体レーザ素子（１
）毎に個々に分離し、良品をシリコンサブマウントａυ
に固着し、更にフォトダイオードＨをステム基体（至）
に固着して組立てを完了する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の半導体レーザ装置は以上の様に構成されているの
で、半導体レーザ素子（１）及びフォトダイオード（至
）を個々に取り付けなければならず、かつ半導体レーザ
素子（１）からのレーザ光ＯＪを受光するためにはフォ
トダイオード（ト）の取り付は位置を非常に正確にしな
ければならないので組立て作業に非常に手間がかかると
いう問題点が有り、また、電気的特性の評価についても
、その評価はウェハをバー状に分離して初めて可能とな
るものであるから、ウェハ１枚から取れる多数本のバー
を１本ずつ評価しなければならず、Ｓｌｉ気的時的特性
価する上でも大きな労力と時間を費やさなければならな
いという問題点が有った。

この発明は、上記の様な問題点に鑑みてなされたもので
あり、装置の組立て作業をする上で労力と時間を削減す
ることができる半導体レーザ装置を得ることを目的とす
る。

ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明に係わる半導体レーザ装置は、受光素子と半導
体レーザ素子とを隣接して設けてこれを１つのチップと
し、上記受光素子の受光面に上記半導体レーザ素子から
のレーザ光が、照射されるようにしたものである。

〔作用〕

この発明に於る半導体レーザ装置は、受光素子と半導体
レーザ素子とが一体化して設けられているので、受光素
子と半導体レーザ素子とを一度に固着できしかも素子の
製造段階で受光素子と半導体レーザ素子との間隔を全チ
ップ統一して決めることができるので、受光素子の取り
付は位置に労力を費やすことはない。また、ウェハ状態
で、上記半導体レーザ素子の共振器端面が表面に表われ
、かつこの共振器端面からのレーザ光を受光できるので
、ウェハ状態で電気的特性の評価が可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図に基づいて説明する
。図に於て、（１）ないし０１は従来と同一のものであ
る。（１）は、第２図に示す様なフォトダイオードであ
る受光素子（財）とへテロ接合構造の半導体レーザ素子
管とが隣接して設けられたチップで、上記受光素子（ハ
）は、Ｐ形のＧａＡｓからなる半導体ウェハの一主面内
にＮ形不純物を拡散して形成したＮ影領域（ハ）と、こ
のＮ影領域（財）内にＰ形不純物を拡散して形成したＰ
影領域（ホ）とによって形成されており、一方上記半導
体し−ザ素子四は、上記半導体基板（ト）の上記−主面
上に設けられたＰ形Ａｆｘ　Ｇａ　１−Ｘ　Ａｓからな
る厚さ１〜２　（ｐｍ〕程度の下クラッド層（ホ）と、
この下クラッド層（３）上に設けられたＰ形Ａｔ！ｘ　
Ｇａ　ｔ　−）ｃ　Ａｓからなる厚さｏ、ｏｓ（μｍ）
の活性層（ロ）と、この活性Ｊ―（２）上に設けられた
ｎ形Ａｌｘ　Ｇａ　ｌ　−ＸＡｓ　　からなる厚さ１〜
２〔μｍ〕程度の上クラッド層（至）と、この上クラッ
ド層（至）上に設けられたｎ型ＧａＡｓからなる厚さ１
〜１０〔μｍ］程度のコンタクト層員と、２このコンタ
クト層翰上に設けられたｎ形電極（７）と、上記半導体
基板四の他の主面に設けられたＰ形電極Ｏｖとからなる
ものである。この様に構成されたチップ四では、半導体
レーザ素子（イ）に於る対向する２つの共振器端面（至
）−の一方の共振器端面−の活性層（財）から発振され
るレーザ光α４が受光素子なυの受光面（至）に照射さ
れるものであり、これによって半導体レーザ素子四のレ
ーザ光０イの出力をモニターすることができるものであ
る。

次に、この様に構成された半導体レーザ装置の組立工程
及び電気的特性評価の方法について説明する。先ず、半
導体基板＠土全面にＬＰＥ法により下クラッド署員、活
性層に）、上クラッド層（ハ）、コンタクト層員を順に
積層する。次にこのコンタクト層翰上全面にマスク層と
なる５ｉ０２或いはＳｊ＊Ｎ４からなる層をスパッタ法
又はＣＶＤ法によって形成し、それをフォトリソグラフ
ィー法によって半導体レーザ素子（イ）の形成部分を残
してエツチングしてマスク層を形成する。その後このマ
スク層をマスクとしてリアクティブイオンエツチング法
（Ｒ，１，Ｅ、）等により上記コンタクト層員、上クラ
ッド層（至）、活性層■、下クラッド層（ホ）をエツチ
ングし、更に半導体基板Ｑも２〜８〔μｍ〕程度エツチ
ングして第１図に示す様な半導体レーザ素子（財）を得
る。この様に半導体レーザ素子に）を形成した後、次に
受光素子（財）を形成するが、この時には先ず、半導体
レーザ素子翰の間の半導体基板−にＮ形不純物を拡散し
てＮ影領域（至）を形成し、次にこのＮ影領域（財）を
突き抜けることがないようにＰ形不純物を拡散してその
内側にＰ影領域（ハ）を形成した後、Ｐ側電極（至）及
びｎ側電極（７）を形成して第１図に示す様な受光素子
（財）を得る。以上の様にして、半導体レーザ素子四と
受光素子２１）とからなるチップ（１）を多数ウェハに
形成した後、次にこのウェハの状態で電気的特性の評価
を行う。この評価は、まずウェハを固定治具（至）に載
置し、これを吸引して上記固定治具（至）にウェハを固
定した後、ブローバ＠（至）（至）を各々［Ｅｉ０１ｃ
３４（７）に接触させ、電圧を印加する。このとき、半
導体レーザ素子（２）のＰ側電極０］）には２■程度の
正電位、ｎ側電極（１）には０■の接地電位を印加し、
受光素子（ハ）のＰ側電極■には−１２〔り程度の負電
位、ｎ側電極（至）には２（ロ）程度の正電位を印加す
る。すると、活性層（支）でレーザ発振が起こり共振器
端面（２）−からレーザ光αＯＱＪが出射され、レーザ
光（ｊは受光素子Ｌ２１）の受光面に入射するから受光
素子（財）のＰＮ接合部分では、電子とホールの対生成
が発生して電流が流れるようになる。従ってこの電流を
検出することにより電気的特性を評価することができる
ものである。以上の様にして電気的特性の評価をした後
、次にウェハを分離メサ（１）部分でチップ単位に分離
し、上記電気的特性の評価により良品とされたもののみ
ステム基体（至）に放熱用ブロック（２）及びサブマウ
ントＯｖを介して固着し、第１図に示す様なものを得る
。

なお、上記実施例に於ては、受光素子（ハ）をフォトダ
イオードとしたがフォトトランジスタ等の他の受光素子
でも良い。

また、半導体レーザ素子に）の極性或いは層構造につい
ても上記実施例のものに限定されるものではなく他のも
のでも良い。

更に必要に応じて半導体レーザ素子（支）と受光素子（
ハ）との間に、互いを電気的に分離する分離領域を設け
ても良いものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば受光素子と半導
体レーザ素子とを隣接して設けこれを１つのチップとし
、上記受光素子の受光面に上記半導体レーザ素子からの
レーザ光が照射されるような構造としたので受光素子と
半導体レーザ素子とを一度に固着でき、またウェハ状態
で？に気前特性の評価が可能となるから装置の組立て作
業をする上で労力と時間を削減できるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザ装置の
断面図、第２図はこの発明の半導体レーザ装置に搭載さ
れる慢敢のチップからなるウェハとその電気的評価をす
る装置の断面図、第３図は従来の半導体レーザ装置を示
す断面図、第４図は従来の半導体レーザチップとその１
ば時的評価をする装置の断面図である。 図に於てａａ　ｏｊはレーザ光、（１）はチップ、？υ
は受光素子、（財）は半導体レーザ素子、脅は半導体基
板、（財）は活性層、（至）は受光素子の受光面である
。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板の一主面上に活性層が設けられた半導
   体レーザ素子と、この半導体レーザ素子の上記活性層か
   ら出射されるレーザ光が受光面に照射されるよう上記半
   導体基板に設けられた受光素子とを１つのチップ内に備
   えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. （２）受光素子は、半導体基板の一主面に設けられた第
   １導電型の拡散領域と、この第１導電型の拡散領域内に
   設けられた第２導電型の拡散領域とからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。