JP2002076432A - 端面発光型半導体装置、その製造方法及び光空間伝送装置 - Google Patents
端面発光型半導体装置、その製造方法及び光空間伝送装置Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光効率を低下させることなく、比較的大き
な光出力を得ることが可能な端面発光型半導体装置を提
供する。 【解決手段】 基板が、相互に平行に配置された第１及
び第２の端面と、該第１及び第２の端面を接続する主面
とを有する。主面上に活性層が形成されている。活性層
の上に、第１の端面上の点と第２の端面上の点とを接続
する経路に沿って尾根状部分が配置されている。尾根状
部分は、活性層の屈折率よりも低い屈折率を有する半導
体材料で形成されて導波路を画定する。経路は、第１の
端面側の第１の部分と第２の端面側の第２の部分とから
構成されている。第１の端面の主面内に向かう法線と第
１の部分とが第１の角度をなす。第２の端面の主面内に
向かう法線と第２の部分とが、第１の角度よりも小さな
第２の角度をなす。電極が、活性層のうち前記経路に沿
った領域に電流を注入する。
な光出力を得ることが可能な端面発光型半導体装置を提
供する。 【解決手段】 基板が、相互に平行に配置された第１及
び第２の端面と、該第１及び第２の端面を接続する主面
とを有する。主面上に活性層が形成されている。活性層
の上に、第１の端面上の点と第２の端面上の点とを接続
する経路に沿って尾根状部分が配置されている。尾根状
部分は、活性層の屈折率よりも低い屈折率を有する半導
体材料で形成されて導波路を画定する。経路は、第１の
端面側の第１の部分と第２の端面側の第２の部分とから
構成されている。第１の端面の主面内に向かう法線と第
１の部分とが第１の角度をなす。第２の端面の主面内に
向かう法線と第２の部分とが、第１の角度よりも小さな
第２の角度をなす。電極が、活性層のうち前記経路に沿
った領域に電流を注入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、端面発光型半導体
装置、その製造方法、及び光空間伝送装置に関し、特に
スーパールミネッセント光（ＳＬ光）を発光する端面発
光型半導体装置、その製造方法、及びそれを用いた光空
間伝送装置に関する。
装置、その製造方法、及び光空間伝送装置に関し、特に
スーパールミネッセント光（ＳＬ光）を発光する端面発
光型半導体装置、その製造方法、及びそれを用いた光空
間伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スーパールミネッセントダイオード（Ｓ
ＬＤ）が、半導体光増幅器や光ファイバジャイロ用光源
として研究されてきた。ＳＬＤからの出力光は、コヒー
レンス性が低い。ＳＬＤの動作は、レーザ発振を抑制す
ることを前提としているが、ＳＬ光は、光利得を有する
導波路を経て出射するため、高速変調を行うことが可能
である。このため、ＳＬＤは、高速の光空間伝送用素子
として注目されている。レーザ発振を抑止する方法とし
て、導波路の両端における反射率を低減させる方法、及
び導波路の一部に光吸収領域を設ける方法等が提案され
ている。
ＬＤ）が、半導体光増幅器や光ファイバジャイロ用光源
として研究されてきた。ＳＬＤからの出力光は、コヒー
レンス性が低い。ＳＬＤの動作は、レーザ発振を抑制す
ることを前提としているが、ＳＬ光は、光利得を有する
導波路を経て出射するため、高速変調を行うことが可能
である。このため、ＳＬＤは、高速の光空間伝送用素子
として注目されている。レーザ発振を抑止する方法とし
て、導波路の両端における反射率を低減させる方法、及
び導波路の一部に光吸収領域を設ける方法等が提案され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】導波路の両端における
反射率を低減させるために、導波路の両端が無反射コー
ティングされる。しかし、反射率を１×１０-5以下にし
て高出力ＳＬＤを作製することが困難であり、実用的で
はない。また、導波路の一部に光吸収領域を設けたＳＬ
Ｄでは、発光層で発光した光のエネルギの約半分が吸収
されてしまう。このため、発光効率が低下するととも
に、光吸収による発熱が問題になる。さらに、素子長が
長くなってしまう。
反射率を低減させるために、導波路の両端が無反射コー
ティングされる。しかし、反射率を１×１０-5以下にし
て高出力ＳＬＤを作製することが困難であり、実用的で
はない。また、導波路の一部に光吸収領域を設けたＳＬ
Ｄでは、発光層で発光した光のエネルギの約半分が吸収
されてしまう。このため、発光効率が低下するととも
に、光吸収による発熱が問題になる。さらに、素子長が
長くなってしまう。
【０００４】本発明の目的は、発光効率を低下させるこ
となく、比較的大きな光出力を得ることが可能な端面発
光型半導体装置及びその製造方法を提供することであ
る。
となく、比較的大きな光出力を得ることが可能な端面発
光型半導体装置及びその製造方法を提供することであ
る。
【０００５】本発明の他の目的は、上記端面発光型半導
体装置を用いた光空間伝送装置を提供することである。
体装置を用いた光空間伝送装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、相互に平行に配置された第１及び第２の端面と、該
第１及び第２の端面を接続する主面とを有する基板と、
前記主面上に形成され、キャリアの注入によって発光す
る半導体材料からなる活性層と、前記活性層の上に、前
記第１の端面上の点と前記第２の端面上の点とを接続す
る経路に沿って配置された尾根状部分であって、該尾根
状部分が前記活性層の屈折率よりも低い屈折率を有する
半導体材料で形成されて導波路を画定し、前記経路が前
記主面に沿い、前記第１の端面側の第１の部分と前記第
２の端面側の第２の部分とから構成され、前記第１の部
分と前記第１の端面とが接続された点において、前記第
１の端面の前記主面内に向かう法線と前記第１の部分と
が第１の角度をなし、前記第２の部分と前記第２の端面
とが接続された点において、前記第２の端面の前記主面
内に向かう法線と前記第２の部分とが、前記第１の角度
よりも小さな第２の角度をなす前記尾根状部分と、前記
活性層のうち前記経路に沿った領域に電流を注入する電
極とを有する端面発光型半導体装置が提供される。
と、相互に平行に配置された第１及び第２の端面と、該
第１及び第２の端面を接続する主面とを有する基板と、
前記主面上に形成され、キャリアの注入によって発光す
る半導体材料からなる活性層と、前記活性層の上に、前
記第１の端面上の点と前記第２の端面上の点とを接続す
る経路に沿って配置された尾根状部分であって、該尾根
状部分が前記活性層の屈折率よりも低い屈折率を有する
半導体材料で形成されて導波路を画定し、前記経路が前
記主面に沿い、前記第１の端面側の第１の部分と前記第
２の端面側の第２の部分とから構成され、前記第１の部
分と前記第１の端面とが接続された点において、前記第
１の端面の前記主面内に向かう法線と前記第１の部分と
が第１の角度をなし、前記第２の部分と前記第２の端面
とが接続された点において、前記第２の端面の前記主面
内に向かう法線と前記第２の部分とが、前記第１の角度
よりも小さな第２の角度をなす前記尾根状部分と、前記
活性層のうち前記経路に沿った領域に電流を注入する電
極とを有する端面発光型半導体装置が提供される。
【０００７】第１の部分が第１の端面の法線から傾いて
いるため、尾根状部分に沿った経路を第１の端面に向か
って伝搬する光が、第１の端面で反射された反射光のう
ち、経路内に戻ってくる成分が少ない。このため、レー
ザ発振を抑制することができる。これにより、第１の端
面からＳＬ光が放射される。第２の角度が第１の角度よ
りも小さいため、第２の端面で反射された反射光のうち
より多くの成分が経路内に戻ってくる。このため、第２
の端面からの無駄な放射を抑制し、第１の端面から放射
されるＳＬ光の強度を高めることができる。
いるため、尾根状部分に沿った経路を第１の端面に向か
って伝搬する光が、第１の端面で反射された反射光のう
ち、経路内に戻ってくる成分が少ない。このため、レー
ザ発振を抑制することができる。これにより、第１の端
面からＳＬ光が放射される。第２の角度が第１の角度よ
りも小さいため、第２の端面で反射された反射光のうち
より多くの成分が経路内に戻ってくる。このため、第２
の端面からの無駄な放射を抑制し、第１の端面から放射
されるＳＬ光の強度を高めることができる。
【０００８】本発明の他の観点によると、上記端面発光
型半導体装置と、前記端面発光型半導体装置の第１の端
面から放射された光を受光する受光装置とを有する光空
間伝送装置が提供される。
型半導体装置と、前記端面発光型半導体装置の第１の端
面から放射された光を受光する受光装置とを有する光空
間伝送装置が提供される。
【０００９】ＳＬ光を用いて光空間伝送を行うことによ
り、ＬＥＤの発光を用いる場合に比べて高速伝送を可能
にすることができる。
り、ＬＥＤの発光を用いる場合に比べて高速伝送を可能
にすることができる。
【００１０】本発明のさらに他の観点によると、半導体
基板表面の２つの劈開方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向
とし、Ｙ方向に平行で、かつＸ方向にある距離を隔てて
配列した複数の第１の仮想直線、及びＸ方向に平行で、
かつＹ方向にある間隔を隔てて配列した複数の第２の仮
想直線を考えたとき、該半導体基板の表面上に、電流注
入によって発光する活性層を形成する工程と、前記半導
体基板の表面に平行な複数の経路に沿って光を伝搬させ
る導波構造であって、該複数の経路の各々が、相互に隣
り合う前記第１の仮想直線の間に配置され、Ｙ方向に対
して傾斜している第１の部分とＹ方向に平行な第２の部
分とがＹ方向に交互に配置されたパターンを有し、前記
第１の部分及び第２の部分の各々が前記第２の仮想直線
と交差している前記導波構造を形成する工程と、前記半
導体基板の表面上に、前記第１の仮想直線に沿った溝を
形成する工程と、前記半導体基板を、前記第２の仮想直
線に沿って劈開する工程と、劈開された半導体基板を、
前記溝に沿ってさらに劈開する工程とを有する端面発光
型半導体装置の製造方法が提供される。
基板表面の２つの劈開方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向
とし、Ｙ方向に平行で、かつＸ方向にある距離を隔てて
配列した複数の第１の仮想直線、及びＸ方向に平行で、
かつＹ方向にある間隔を隔てて配列した複数の第２の仮
想直線を考えたとき、該半導体基板の表面上に、電流注
入によって発光する活性層を形成する工程と、前記半導
体基板の表面に平行な複数の経路に沿って光を伝搬させ
る導波構造であって、該複数の経路の各々が、相互に隣
り合う前記第１の仮想直線の間に配置され、Ｙ方向に対
して傾斜している第１の部分とＹ方向に平行な第２の部
分とがＹ方向に交互に配置されたパターンを有し、前記
第１の部分及び第２の部分の各々が前記第２の仮想直線
と交差している前記導波構造を形成する工程と、前記半
導体基板の表面上に、前記第１の仮想直線に沿った溝を
形成する工程と、前記半導体基板を、前記第２の仮想直
線に沿って劈開する工程と、劈開された半導体基板を、
前記溝に沿ってさらに劈開する工程とを有する端面発光
型半導体装置の製造方法が提供される。
【００１１】直線状の第１の部分及び第２の部分が、第
２の仮想直線と交差しているため、第２の仮想直線に沿
って劈開する際に、高い位置精度が要求されない。
２の仮想直線と交差しているため、第２の仮想直線に沿
って劈開する際に、高い位置精度が要求されない。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に、実施例によるＳＬＤの断
面図を示す。ｎ型ＧａＡｓからなる基板１の主面上に、
ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層２が形成されている。
基板１の主面のミラー指数は（１００）である。基板１
及びバッファ層２に添加された不純物はシリコン（Ｓ
ｉ）であり、その濃度は１×１０18ｃｍ-3である。バッ
ファ層２の上に、バンドギャップ１．９０ｅＶのｎ型Ｉ
ｎＧａＰからなる厚さ１μｍのｎ型クラッド層３が形成
されている。ｎ型クラッド層３に添加されたｎ型不純物
はＳｉであり、その濃度は７．５×１０17ｃｍ-3であ
る。
面図を示す。ｎ型ＧａＡｓからなる基板１の主面上に、
ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層２が形成されている。
基板１の主面のミラー指数は（１００）である。基板１
及びバッファ層２に添加された不純物はシリコン（Ｓ
ｉ）であり、その濃度は１×１０18ｃｍ-3である。バッ
ファ層２の上に、バンドギャップ１．９０ｅＶのｎ型Ｉ
ｎＧａＰからなる厚さ１μｍのｎ型クラッド層３が形成
されている。ｎ型クラッド層３に添加されたｎ型不純物
はＳｉであり、その濃度は７．５×１０17ｃｍ-3であ
る。
【００１３】ｎ型クラッド層３の上にｎ側分離閉じ込め
型ヘテロ層（ＳＣＨ層）４、多重量子井戸層（活性層）
５、ｐ側ＳＣＨ層６が順番に積層されている。ｎ側ＳＣ
Ｈ層４及びｐ側ＳＣＨ層６は、共にバンドギャップ１．
４５〜１．８５ｅＶのＩｎＧａＡｓＰで形成され、その
厚さは８０ｎｍである。多重量子井戸層５は、ＩｎＧａ
Ａｓからなる厚さ５ｎｍの３層の井戸層と、ＩｎＧａＡ
ｓＰからなる厚さ１０ｎｍの２層のバリア層とで構成さ
れ、両者が交互に積層された積層構造を有する。井戸層
は、波長０．９４μｍに相当するバンドギャップを有
し、バリア層は波長０．７６μｍに相当するバンドギャ
ップを有する。
型ヘテロ層（ＳＣＨ層）４、多重量子井戸層（活性層）
５、ｐ側ＳＣＨ層６が順番に積層されている。ｎ側ＳＣ
Ｈ層４及びｐ側ＳＣＨ層６は、共にバンドギャップ１．
４５〜１．８５ｅＶのＩｎＧａＡｓＰで形成され、その
厚さは８０ｎｍである。多重量子井戸層５は、ＩｎＧａ
Ａｓからなる厚さ５ｎｍの３層の井戸層と、ＩｎＧａＡ
ｓＰからなる厚さ１０ｎｍの２層のバリア層とで構成さ
れ、両者が交互に積層された積層構造を有する。井戸層
は、波長０．９４μｍに相当するバンドギャップを有
し、バリア層は波長０．７６μｍに相当するバンドギャ
ップを有する。
【００１４】ｐ型ＳＣＨ層６の上に、ｐ型ＩｎＧａＰか
らなる厚さ０．３μｍのｐ型クラッド層７、ｐ型ＧａＡ
ｓからなる厚さ３ｎｍのエッチング停止層８が順番に形
成されている。エッチング停止層８の上に、厚さ０．７
μｍのｐ型ＩｎＧａＰ層９と厚さ０．２μｍのｐ型Ｇａ
Ａｓ層１０とが順番に形成されている。この２層に、相
互に平行に配置され、エッチング停止層８の上面まで達
する２本の溝１３が形成されている。２本の溝１３の間
に、ｐ型ＩｎＧａＰからなる尾根状クラッド９ａとｐ型
ＧａＡｓからなるコンタクト層１０ａとの積層が画定さ
れる。尾根状クラッド９ａとコンタクト層１０ａとで構
成される尾根状部分が、多重量子井戸層５に沿った導波
路を画定する。
らなる厚さ０．３μｍのｐ型クラッド層７、ｐ型ＧａＡ
ｓからなる厚さ３ｎｍのエッチング停止層８が順番に形
成されている。エッチング停止層８の上に、厚さ０．７
μｍのｐ型ＩｎＧａＰ層９と厚さ０．２μｍのｐ型Ｇａ
Ａｓ層１０とが順番に形成されている。この２層に、相
互に平行に配置され、エッチング停止層８の上面まで達
する２本の溝１３が形成されている。２本の溝１３の間
に、ｐ型ＩｎＧａＰからなる尾根状クラッド９ａとｐ型
ＧａＡｓからなるコンタクト層１０ａとの積層が画定さ
れる。尾根状クラッド９ａとコンタクト層１０ａとで構
成される尾根状部分が、多重量子井戸層５に沿った導波
路を画定する。
【００１５】ｐ型クラッド層７及びｐ型ＩｎＧａＰ層９
に添加された不純物は亜鉛（Ｚｎ）であり、その濃度は
７．５×１０17ｃｍ-3である。コンタクト層１０ａに添
加された不純物はＺｎであり、その濃度は１×１０19〜
２×１０19ｃｍ-3である。
に添加された不純物は亜鉛（Ｚｎ）であり、その濃度は
７．５×１０17ｃｍ-3である。コンタクト層１０ａに添
加された不純物はＺｎであり、その濃度は１×１０19〜
２×１０19ｃｍ-3である。
【００１６】図２に、実施例によるＳＬＤの平面図を示
す。図１は、図２の一点鎖線Ａ１−Ａ１における断面図
に相当する。基板１の主面は、長さ７５０μｍ、幅２０
０μｍの長方形状である。主面の２つの短辺のうち一方
の辺に対応する端面が出射端面２３であり、他方の短辺
に対応する端面が反射端面２４である。
す。図１は、図２の一点鎖線Ａ１−Ａ１における断面図
に相当する。基板１の主面は、長さ７５０μｍ、幅２０
０μｍの長方形状である。主面の２つの短辺のうち一方
の辺に対応する端面が出射端面２３であり、他方の短辺
に対応する端面が反射端面２４である。
【００１７】尾根状クラッド９ａは、出射端面２３上の
点２５と、反射端面２４上の点２６とを接続する導波路
２０に沿って配置されている。導波路２０は、出射端面
２３側の第１の部分２１と、反射端面２４側の第２の部
分２２とから構成されている。第１の部分２１は直線状
であり、点２５から主面内に向かう出射端面２３の法線
に対して傾いている。この傾き角をチルト角αとする。
点２５と、反射端面２４上の点２６とを接続する導波路
２０に沿って配置されている。導波路２０は、出射端面
２３側の第１の部分２１と、反射端面２４側の第２の部
分２２とから構成されている。第１の部分２１は直線状
であり、点２５から主面内に向かう出射端面２３の法線
に対して傾いている。この傾き角をチルト角αとする。
【００１８】第２の部分２２は、反射端面２４に連続す
る直線状部分２２ｂと、直線状部分２２ｂを第１の部分
２１に滑らかに接続する円弧状部分２２ａとで構成され
る。直線状部分２２ｂは反射端面２４に直交する。円弧
状部分２２ａの中心角の大きさはチルト角αに等しい。
る直線状部分２２ｂと、直線状部分２２ｂを第１の部分
２１に滑らかに接続する円弧状部分２２ａとで構成され
る。直線状部分２２ｂは反射端面２４に直交する。円弧
状部分２２ａの中心角の大きさはチルト角αに等しい。
【００１９】出射端面２３上に、反射防止膜３１が形成
され、反射端面２４上に、反射膜３２が形成されてい
る。
され、反射端面２４上に、反射膜３２が形成されてい
る。
【００２０】図１に戻って説明を続ける。基板１の４つ
の端面のうち出射端面２３及び反射端面２４以外の側端
面２７及び２８と、基板１の主面との稜に対応する部分
が面取りされている。多重量子井戸層５の端部が、この
面取り部１５の斜面内に位置している。面取り部１５、
溝１３の側面、及び両者の間のｐ型ＧａＡｓ層１０の上
面が絶縁材料、例えば酸化シリコンからなる保護膜１１
で覆われている。
の端面のうち出射端面２３及び反射端面２４以外の側端
面２７及び２８と、基板１の主面との稜に対応する部分
が面取りされている。多重量子井戸層５の端部が、この
面取り部１５の斜面内に位置している。面取り部１５、
溝１３の側面、及び両者の間のｐ型ＧａＡｓ層１０の上
面が絶縁材料、例えば酸化シリコンからなる保護膜１１
で覆われている。
【００２１】保護膜１１及びコンタクト層１０ａの上面
を、ｐ側電極１２が覆う。ｐ側電極１２は、厚さ３００
ｎｍのＴｉＡｕ合金膜である。基板１の裏面上に、ｎ側
電極１４が形成されている。ｎ側電極１４は、厚さ２０
０ｎｍのＡｕＧｅ合金膜である。
を、ｐ側電極１２が覆う。ｐ側電極１２は、厚さ３００
ｎｍのＴｉＡｕ合金膜である。基板１の裏面上に、ｎ側
電極１４が形成されている。ｎ側電極１４は、厚さ２０
０ｎｍのＡｕＧｅ合金膜である。
【００２２】次に、図１及び図２に示した実施例による
ＳＬＤの製造方法について説明する。まず、基板１の主
面上に、バッファ層２からｐ型ＧａＡｓ層１０までを、
有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）により順番に積層
する。用いる原料は、トリメチルガリウム（ＴＭＧ
ａ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アルシン
（ＡｓＨ3）、フォスフィン（ＰＨ3）である。不純物で
あるＺｎ及びＳｉの原料として、ジメチル亜鉛（ＤＭＺ
ｎ）及びシラン（ＳｉＨ4）を用いる。成長温度は７３
０℃、圧力は１×１０4Ｐａとする。ＧａＡｓ層を成膜
する時のＶ／ＩＩＩ比は１００、ＩｎＧａＰ層を成膜す
る時のＶ／ＩＩＩ比は７６とする。
ＳＬＤの製造方法について説明する。まず、基板１の主
面上に、バッファ層２からｐ型ＧａＡｓ層１０までを、
有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）により順番に積層
する。用いる原料は、トリメチルガリウム（ＴＭＧ
ａ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アルシン
（ＡｓＨ3）、フォスフィン（ＰＨ3）である。不純物で
あるＺｎ及びＳｉの原料として、ジメチル亜鉛（ＤＭＺ
ｎ）及びシラン（ＳｉＨ4）を用いる。成長温度は７３
０℃、圧力は１×１０4Ｐａとする。ＧａＡｓ層を成膜
する時のＶ／ＩＩＩ比は１００、ＩｎＧａＰ層を成膜す
る時のＶ／ＩＩＩ比は７６とする。
【００２３】次に、ｐ型ＧａＡｓ層１０の上面からエッ
チング停止層８の上面まで達する溝１３を形成する。ｐ
型ＧａＡｓ層１０のエッチングは、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）
と過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）と水（Ｈ2Ｏ）とを混合したエ
ッチャントを用いて行われる。ｐ型ＩｎＧａＰ層９のエ
ッチングは、塩酸（ＨＣｌ）とリン酸とを混合したエッ
チャントを用いて行われる。ｐ型ＩｎＧａＰ層９の下に
エッチング停止層８が配置されているため、エッチング
の深さを再現性よく制御することができる。
チング停止層８の上面まで達する溝１３を形成する。ｐ
型ＧａＡｓ層１０のエッチングは、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）
と過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）と水（Ｈ2Ｏ）とを混合したエ
ッチャントを用いて行われる。ｐ型ＩｎＧａＰ層９のエ
ッチングは、塩酸（ＨＣｌ）とリン酸とを混合したエッ
チャントを用いて行われる。ｐ型ＩｎＧａＰ層９の下に
エッチング停止層８が配置されているため、エッチング
の深さを再現性よく制御することができる。
【００２４】次に、面取り部１５に対応する位置にＶ溝
を形成する。面取り部１５の斜面は、このＶ溝の片側の
側面に相当する。
を形成する。面取り部１５の斜面は、このＶ溝の片側の
側面に相当する。
【００２５】基板の全面上に、酸化シリコン膜を電子ビ
ーム蒸着により形成する。この酸化シリコン膜をパター
ニングすることにより、コンタクト層１０ａの上面を露
出させる。さらに、全面上に、ｐ側電極１２をスパッタ
リングにより形成する。基板１の厚さが１００μｍ程度
になるまで基板１の裏面を研磨する。研磨後、基板１の
裏面上にｎ側電極１４をスパッタリングにより形成す
る。
ーム蒸着により形成する。この酸化シリコン膜をパター
ニングすることにより、コンタクト層１０ａの上面を露
出させる。さらに、全面上に、ｐ側電極１２をスパッタ
リングにより形成する。基板１の厚さが１００μｍ程度
になるまで基板１の裏面を研磨する。研磨後、基板１の
裏面上にｎ側電極１４をスパッタリングにより形成す
る。
【００２６】次に、出射端面２３及び反射端面２４に沿
って、第１次劈開を行う。スパッタリングにより、出射
端面２３の表面上に反射防止膜３１を形成し、反射端面
２４の表面上に反射膜３２を形成する。反射防止膜３１
及び反射膜３２は、酸化チタン膜と酸化シリコン膜との
積層構造を有する。
って、第１次劈開を行う。スパッタリングにより、出射
端面２３の表面上に反射防止膜３１を形成し、反射端面
２４の表面上に反射膜３２を形成する。反射防止膜３１
及び反射膜３２は、酸化チタン膜と酸化シリコン膜との
積層構造を有する。
【００２７】次に、Ｖ溝に沿って第２次劈開を行う。第
２次劈開により、図１に示した側端面２７及び２８が現
れ、ウエハがチップ単位に分割される。
２次劈開により、図１に示した側端面２７及び２８が現
れ、ウエハがチップ単位に分割される。
【００２８】上記実施例によるＳＬＤにおいては、尾根
状部分９ａ、１０ａにより曲がった導波路が画定され
る。出射端面２３に対して導波路が斜めに交わるため、
出射端面２３で反射された光束がほとんど導波路に戻ら
ない。このため、レーザ発振を抑制することができる。
また、反射端面２４側においては、導波路が反射端面２
４に垂直に交わる。このため、比較的多くの反射波が導
波路に戻る。これにより、反射端面２４からの無駄な出
射を少なくするとともに、出射端面２３からのＳＬ光の
出力を高めることができる。
状部分９ａ、１０ａにより曲がった導波路が画定され
る。出射端面２３に対して導波路が斜めに交わるため、
出射端面２３で反射された光束がほとんど導波路に戻ら
ない。このため、レーザ発振を抑制することができる。
また、反射端面２４側においては、導波路が反射端面２
４に垂直に交わる。このため、比較的多くの反射波が導
波路に戻る。これにより、反射端面２４からの無駄な出
射を少なくするとともに、出射端面２３からのＳＬ光の
出力を高めることができる。
【００２９】尾根状部分９ａ及び１０ａの両脇に形成さ
れた溝１３内は、大気で満たされる。尾根状部分９ａ及
び１０ａの屈折率と大気の屈折率との差が大きいため、
導波効果を高めることができる。特に、図２に示したよ
うな曲がった導波路を有する場合には、実施例の構造を
採用して導波効果を高めることが好ましい。
れた溝１３内は、大気で満たされる。尾根状部分９ａ及
び１０ａの屈折率と大気の屈折率との差が大きいため、
導波効果を高めることができる。特に、図２に示したよ
うな曲がった導波路を有する場合には、実施例の構造を
採用して導波効果を高めることが好ましい。
【００３０】また、上記実施例によるＳＬＤでは、図１
に示したように、多重量子井戸層５の側端面２７及び２
８側の端部が、面取り部１５の斜面内に位置している。
この斜面は、エッチングにより形成されたＶ溝の側面で
ある。一般に、ｐｎ接合部にクラックが進入すると、ク
ラックに起因したリーク電流が発生する。実施例の場合
には、ｐｎ接合部よりも深い位置までＶ溝が形成され、
このＶ溝を利用して劈開が行われる。ｐｎ接合部に、ス
クライブによるクラックが発生しないため、リーク電流
の増加を防止することができる。さらに、スクライブに
よるチップの汚れを防止することができる。
に示したように、多重量子井戸層５の側端面２７及び２
８側の端部が、面取り部１５の斜面内に位置している。
この斜面は、エッチングにより形成されたＶ溝の側面で
ある。一般に、ｐｎ接合部にクラックが進入すると、ク
ラックに起因したリーク電流が発生する。実施例の場合
には、ｐｎ接合部よりも深い位置までＶ溝が形成され、
このＶ溝を利用して劈開が行われる。ｐｎ接合部に、ス
クライブによるクラックが発生しないため、リーク電流
の増加を防止することができる。さらに、スクライブに
よるチップの汚れを防止することができる。
【００３１】ｐ側電極１２を放熱ブロック等に接着（ボ
ンディング）する際に、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅ、ＳｎＰ
ｂ、Ｉｎ等のボンディング材がＳＬＤチップの端面に回
り込む場合がある。上記実施例では、多重量子井戸層５
の側端面２７及び２８側の端部が、保護膜１１で覆われ
ているため、ボンディング材の回り込みによるリーク電
流の増加を防止することができる。
ンディング）する際に、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅ、ＳｎＰ
ｂ、Ｉｎ等のボンディング材がＳＬＤチップの端面に回
り込む場合がある。上記実施例では、多重量子井戸層５
の側端面２７及び２８側の端部が、保護膜１１で覆われ
ているため、ボンディング材の回り込みによるリーク電
流の増加を防止することができる。
【００３２】上記実施例では、第２次劈開のためにＶ溝
を形成したが、Ｖ溝の代わりに断面がＵ字状の溝を形成
し、その溝の底面をスクライブしてもよい。Ｕ字状の溝
を多重量子井戸層５の下面の位置よりも深くすれば、ス
クライブによるクラックがｐｎ接合部に発生することを
防止できる。
を形成したが、Ｖ溝の代わりに断面がＵ字状の溝を形成
し、その溝の底面をスクライブしてもよい。Ｕ字状の溝
を多重量子井戸層５の下面の位置よりも深くすれば、ス
クライブによるクラックがｐｎ接合部に発生することを
防止できる。
【００３３】図３に、上記実施例により製造されたＳＬ
Ｄの発光スペクトルの一例を示す。横軸は発光波長を単
位「ｎｍ」で表し、縦軸は発光強度を、その最大値を１
００とした相対目盛で表す。ＳＬＤの発光スペクトル
は、レーザ発振した場合の発光スペクトルに比べて、ブ
ロードなスペクトル特性を有する。
Ｄの発光スペクトルの一例を示す。横軸は発光波長を単
位「ｎｍ」で表し、縦軸は発光強度を、その最大値を１
００とした相対目盛で表す。ＳＬＤの発光スペクトル
は、レーザ発振した場合の発光スペクトルに比べて、ブ
ロードなスペクトル特性を有する。
【００３４】発光強度の最大値をＩmax、発光強度の最
大値を与える発光波長の極近傍の波長域における発光強
度の最低値をＩminとしたとき、スペクトル変調度ＳＭ
Ｄ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄｅｐ
ｔｈ）が、
大値を与える発光波長の極近傍の波長域における発光強
度の最低値をＩminとしたとき、スペクトル変調度ＳＭ
Ｄ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄｅｐ
ｔｈ）が、
【００３５】
【数１】 ＳＭＤ＝（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin） で定義される。レーザ発振した場合には、ＳＭＤがほぼ
１００％になる。上記実施例によるＳＬＤでは、ＳＭＤ
を２０％以下とすることができた。
１００％になる。上記実施例によるＳＬＤでは、ＳＭＤ
を２０％以下とすることができた。
【００３６】図４に、図２に示した第２の部分２２の直
線状部分２２ｂの長さを変化させたときの、出力及びＳ
ＭＤの変化を示す。なお、注入電流は１００ｍＡであ
る。横軸は、直線状部分２２ｂの長さを単位「μｍ」で
表し、左縦軸はＳＬ光の出力を単位「ｍＷ」で表し、右
縦軸はＳＭＤを単位「％」で表す。なお、ＳＬＤチップ
の長辺の長さ（出射端面２３と反射端面２４との間隔）
は７５０μｍであり、尾根状部分９ａ、１０ａの幅は４
μｍであり、出射端面２３の反射率は０．３％であり、
反射端面２４の反射率は３１％であり、チルト角αは７
°である。なお、尾根状部分９ａ、１０ａの幅とは、コ
ンタクト層１０ａの上面の幅を意味する。また、直線状
部分２２ｂの長さが０μｍであるということは、図２の
円弧状部分２２ａが反射端面２４に直接接続されている
ことを意味する。
線状部分２２ｂの長さを変化させたときの、出力及びＳ
ＭＤの変化を示す。なお、注入電流は１００ｍＡであ
る。横軸は、直線状部分２２ｂの長さを単位「μｍ」で
表し、左縦軸はＳＬ光の出力を単位「ｍＷ」で表し、右
縦軸はＳＭＤを単位「％」で表す。なお、ＳＬＤチップ
の長辺の長さ（出射端面２３と反射端面２４との間隔）
は７５０μｍであり、尾根状部分９ａ、１０ａの幅は４
μｍであり、出射端面２３の反射率は０．３％であり、
反射端面２４の反射率は３１％であり、チルト角αは７
°である。なお、尾根状部分９ａ、１０ａの幅とは、コ
ンタクト層１０ａの上面の幅を意味する。また、直線状
部分２２ｂの長さが０μｍであるということは、図２の
円弧状部分２２ａが反射端面２４に直接接続されている
ことを意味する。
【００３７】直線状部分２２ｂを長くすると、ＳＭＤが
大きくなり、レーザ発振に近づくとともに、出力が低下
している。これは、下記の理由によるものと考えられ
る。すなわち、直線状部分２２ｂに沿って出射端面２３
に向かって伝搬する光のうち一部は、第１の部分２１内
に進入せずそのまま直進する。直進した光は、出射端面
で反射し、直線状部分２２ｂ内に戻ってくる。直線状部
分２２ｂが長くなり出射端面２３に近づくと、直線状部
分２２ｂに戻ってくる成分が多くなる。このため、レー
ザ発振に近づき、ＳＭＤが大きくなったと考えられる。
大きくなり、レーザ発振に近づくとともに、出力が低下
している。これは、下記の理由によるものと考えられ
る。すなわち、直線状部分２２ｂに沿って出射端面２３
に向かって伝搬する光のうち一部は、第１の部分２１内
に進入せずそのまま直進する。直進した光は、出射端面
で反射し、直線状部分２２ｂ内に戻ってくる。直線状部
分２２ｂが長くなり出射端面２３に近づくと、直線状部
分２２ｂに戻ってくる成分が多くなる。このため、レー
ザ発振に近づき、ＳＭＤが大きくなったと考えられる。
【００３８】直線状部分２２ｂが短い場合には、上述の
直進する成分の減衰が大きくなるため、出射端面２３で
反射して直線状部分２２ｂに戻ってくる成分は非常に少
ない。このため、レーザ発振しにくくなり、ＳＭＤが小
さくなると考えられる。レーザ発振を抑制し、ＳＭＤを
小さくするためには、主面の長辺の長さ（出射端面２３
と反射端面２４との間隔）に対する直線状部分２２ｂの
長さの比を、１／２以下とすることが好ましい。
直進する成分の減衰が大きくなるため、出射端面２３で
反射して直線状部分２２ｂに戻ってくる成分は非常に少
ない。このため、レーザ発振しにくくなり、ＳＭＤが小
さくなると考えられる。レーザ発振を抑制し、ＳＭＤを
小さくするためには、主面の長辺の長さ（出射端面２３
と反射端面２４との間隔）に対する直線状部分２２ｂの
長さの比を、１／２以下とすることが好ましい。
【００３９】図５（Ａ）に、直線状部分２２ｂの長さを
０にした場合のＳＬＤの概略平面図を示す。第２の部分
２２が円弧状部分のみで構成される。この場合、円弧状
部分２２の中心点が反射端面２４上に位置し、円弧状部
分２２が反射端面２４に対して垂直に交わる。
０にした場合のＳＬＤの概略平面図を示す。第２の部分
２２が円弧状部分のみで構成される。この場合、円弧状
部分２２の中心点が反射端面２４上に位置し、円弧状部
分２２が反射端面２４に対して垂直に交わる。
【００４０】図５（Ｂ）に、円弧状部分の中心点が反射
端面２４よりも外側に位置する場合を示す。この場合、
第２の部分２２と反射端面２４とが接続された点２６に
おいて、反射端面２４の主面内に向かう法線と第２の部
分２２との成す角βが、チルト角αよりも小さい。この
ように、角βをチルト角αよりも小さくすると、導波路
２０を第１の部分２１のみで構成した場合に比べて、反
射端面２４で反射された光のうち導波路２０に戻ってく
る成分が多くなる。これにより、出射端面２３から出射
するＳＬ光の強度を高めることができる。
端面２４よりも外側に位置する場合を示す。この場合、
第２の部分２２と反射端面２４とが接続された点２６に
おいて、反射端面２４の主面内に向かう法線と第２の部
分２２との成す角βが、チルト角αよりも小さい。この
ように、角βをチルト角αよりも小さくすると、導波路
２０を第１の部分２１のみで構成した場合に比べて、反
射端面２４で反射された光のうち導波路２０に戻ってく
る成分が多くなる。これにより、出射端面２３から出射
するＳＬ光の強度を高めることができる。
【００４１】図５では、第２の部分２２を円弧状とした
場合を示したが、その他の曲線状としてもよい。ただ
し、伝搬損失を少なくするために、第２の部分２２を、
変曲点を持たない曲線状とすることが好ましい。
場合を示したが、その他の曲線状としてもよい。ただ
し、伝搬損失を少なくするために、第２の部分２２を、
変曲点を持たない曲線状とすることが好ましい。
【００４２】図６に、図２に示したチルト角αの大きさ
と、ＳＬ光の出力及びＳＭＤとの関係を示す。横軸はチ
ルト角αの大きさを単位「度」で表し、左縦軸は出射端
面からの相対出力を任意目盛で表し、右縦軸はＳＭＤを
単位「％」で表す。ＳＬＤチップの長辺の長さは７５０
μｍであり、導波路２０の直線状部分２２ｂの長さは２
００μｍであり、尾根状部分９ａ、１０ａの幅は４μｍ
である。なお、図６に示した各ＳＬＤにおいては、図２
に示した出射端面２３及び反射端面２４上に、それぞれ
反射防止膜３１及び反射膜３２が形成されていない。な
お、反射防止膜３１及び反射膜３２を形成すると、出力
及びＳＭＤの絶対値は変化するが、チルト角αの変化に
対する出力及びＳＭＤの変動の傾向は変わらないであろ
う。
と、ＳＬ光の出力及びＳＭＤとの関係を示す。横軸はチ
ルト角αの大きさを単位「度」で表し、左縦軸は出射端
面からの相対出力を任意目盛で表し、右縦軸はＳＭＤを
単位「％」で表す。ＳＬＤチップの長辺の長さは７５０
μｍであり、導波路２０の直線状部分２２ｂの長さは２
００μｍであり、尾根状部分９ａ、１０ａの幅は４μｍ
である。なお、図６に示した各ＳＬＤにおいては、図２
に示した出射端面２３及び反射端面２４上に、それぞれ
反射防止膜３１及び反射膜３２が形成されていない。な
お、反射防止膜３１及び反射膜３２を形成すると、出力
及びＳＭＤの絶対値は変化するが、チルト角αの変化に
対する出力及びＳＭＤの変動の傾向は変わらないであろ
う。
【００４３】チルト角αが大きくなると、ＳＭＤが減少
する。これは、出射端面２３で反射した成分のうち導波
路内に戻ってくる成分が少ないためと考えられる。ま
た、チルト角αが大きくなると、出力が低下している。
これは、出射端面２３で反射し、ＳＬＤチップ内に戻る
成分が多くなり、出射端面２３から外部に出射する成分
が少なくなるためと考えられる。実用的には、チルト角
αを２°〜１０°とすることが好ましく、５°〜７°と
することがより好ましい。
する。これは、出射端面２３で反射した成分のうち導波
路内に戻ってくる成分が少ないためと考えられる。ま
た、チルト角αが大きくなると、出力が低下している。
これは、出射端面２３で反射し、ＳＬＤチップ内に戻る
成分が多くなり、出射端面２３から外部に出射する成分
が少なくなるためと考えられる。実用的には、チルト角
αを２°〜１０°とすることが好ましく、５°〜７°と
することがより好ましい。
【００４４】図７に、図１に示した尾根状部分９ａ、１
０ａの幅と、ＳＬ光の出力及びＳＭＤとの関係を示す。
横軸は尾根状部分９ａ、１０ａの幅を単位「μｍ」で表
す。左縦軸及び右縦軸は、図６のそれと同様である。な
お、ＳＬＤチップの長辺の長さは７５０μｍであり、導
波路２０の直線状部分２２ｂの長さは２００μｍであ
り、出射端面２３及び反射端面２４の反射率は共に３１
％であり、チルト角αは７°である。
０ａの幅と、ＳＬ光の出力及びＳＭＤとの関係を示す。
横軸は尾根状部分９ａ、１０ａの幅を単位「μｍ」で表
す。左縦軸及び右縦軸は、図６のそれと同様である。な
お、ＳＬＤチップの長辺の長さは７５０μｍであり、導
波路２０の直線状部分２２ｂの長さは２００μｍであ
り、出射端面２３及び反射端面２４の反射率は共に３１
％であり、チルト角αは７°である。
【００４５】尾根状部分の幅が広がるに従って、ＳＬ光
の出力及びＳＭＤが共に低下している。高出力のＳＬ光
を得るために、尾根状部分の幅を、１０μｍ以下とする
ことが好ましい。
の出力及びＳＭＤが共に低下している。高出力のＳＬ光
を得るために、尾根状部分の幅を、１０μｍ以下とする
ことが好ましい。
【００４６】図８に、出射端面２３の反射率と、ＳＬ光
の出力及びＳＭＤとの関係を示す。横軸は出射端面２３
の反射率を単位「％」で表す。左縦軸及び右縦軸は、図
６のそれと同じである。なお、ＳＬＤチップの長辺の長
さは７５０μｍであり、導波路２０の直線状部分２２ｂ
の長さは２００μｍであり、尾根状部分の幅は４μｍで
あり、チルト角αは７°である。反射端面２４上には、
反射膜３２が形成されておらず、劈開面が露出してい
る。
の出力及びＳＭＤとの関係を示す。横軸は出射端面２３
の反射率を単位「％」で表す。左縦軸及び右縦軸は、図
６のそれと同じである。なお、ＳＬＤチップの長辺の長
さは７５０μｍであり、導波路２０の直線状部分２２ｂ
の長さは２００μｍであり、尾根状部分の幅は４μｍで
あり、チルト角αは７°である。反射端面２４上には、
反射膜３２が形成されておらず、劈開面が露出してい
る。
【００４７】出射端面２３の反射率がほぼ０％のＳＬＤ
は、出射端面２３上に反射防止膜３１が形成されている
ものである。また、出射端面２３の反射率が３１％のＳ
ＬＤは、出射端面２３上に反射防止膜が形成されておら
ず、劈開面が露出しているものである。出射端面２３の
反射率が増加すると、出力が低下し、ＳＭＤが大きくな
っていることがわかる。これは、出射端面２３に到達し
た光のうち、出射端面２３で反射し、導波路内に戻る成
分が増加し、レーザ発振し易くなったためと考えられ
る。図８に示したように、出射端面２３上に反射防止膜
３１を形成することにより、出力を増加させ、かつＳＭ
Ｄを減少させることができる。
は、出射端面２３上に反射防止膜３１が形成されている
ものである。また、出射端面２３の反射率が３１％のＳ
ＬＤは、出射端面２３上に反射防止膜が形成されておら
ず、劈開面が露出しているものである。出射端面２３の
反射率が増加すると、出力が低下し、ＳＭＤが大きくな
っていることがわかる。これは、出射端面２３に到達し
た光のうち、出射端面２３で反射し、導波路内に戻る成
分が増加し、レーザ発振し易くなったためと考えられ
る。図８に示したように、出射端面２３上に反射防止膜
３１を形成することにより、出力を増加させ、かつＳＭ
Ｄを減少させることができる。
【００４８】図９に、反射端面２４の反射率と、ＳＬ光
出力及びＳＭＤとの関係を示す。横軸は反射端面２４の
反射率を単位「％」で表す。左縦軸及び右縦軸は、図６
のそれと同じである。なお、ＳＬＤチップの長辺の長さ
は７５０μｍであり、導波路２０の直線状部分２２ｂの
長さは２００μｍであり、尾根状部分９ａ、１０ａの幅
は４μｍであり、チルト角αは７°である。出射端面２
３の反射率は０．３％である。
出力及びＳＭＤとの関係を示す。横軸は反射端面２４の
反射率を単位「％」で表す。左縦軸及び右縦軸は、図６
のそれと同じである。なお、ＳＬＤチップの長辺の長さ
は７５０μｍであり、導波路２０の直線状部分２２ｂの
長さは２００μｍであり、尾根状部分９ａ、１０ａの幅
は４μｍであり、チルト角αは７°である。出射端面２
３の反射率は０．３％である。
【００４９】反射端面２４の反射率が増加すると、ＳＭ
Ｄが大きくなっている。これは、反射端面２４からの反
射光が導波路内に戻り、レーザ発振し易くなったためと
考えられる。反射端面２４の反射率が３％程度まで低下
すると、出力が低下するが、反射端面２４の反射率が１
０％の時には、反射率が３１％の時と同等の出力が得ら
れている。出力の低下を招くことなく、かつＳＭＤを小
さくするためには、反射端面２４の反射率を１０％程度
にすることが好ましい。
Ｄが大きくなっている。これは、反射端面２４からの反
射光が導波路内に戻り、レーザ発振し易くなったためと
考えられる。反射端面２４の反射率が３％程度まで低下
すると、出力が低下するが、反射端面２４の反射率が１
０％の時には、反射率が３１％の時と同等の出力が得ら
れている。出力の低下を招くことなく、かつＳＭＤを小
さくするためには、反射端面２４の反射率を１０％程度
にすることが好ましい。
【００５０】次に、図１に示した尾根状部分９ａ、１０
ａの両脇におけるｐ型クラッド層の厚さｄを変えたとき
の光出力特性について説明する。図１に示した実施例で
は、ｐ型クラッド層７が０．３μｍであり、エッチング
停止層８が３ｎｍであるから、厚さｄは約０．３μｍで
ある。さらに、ｐ型クラッド層７の厚さを０．５μｍ、
すなわち厚さｄを０．５μｍにした評価用試料を作製し
た。
ａの両脇におけるｐ型クラッド層の厚さｄを変えたとき
の光出力特性について説明する。図１に示した実施例で
は、ｐ型クラッド層７が０．３μｍであり、エッチング
停止層８が３ｎｍであるから、厚さｄは約０．３μｍで
ある。さらに、ｐ型クラッド層７の厚さを０．５μｍ、
すなわち厚さｄを０．５μｍにした評価用試料を作製し
た。
【００５１】図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ厚さ
ｄを０．３μｍにした試料及び厚さｄを０．５μｍにし
た試料の遠視野像を示す。なお、両者共、図２に示した
チップ長は７５０μｍ、直線状部分２２ｂは２００μ
ｍ、出射端面２３の反射率は０．３％、反射端面２４の
反射率は３１％、チルト角αは７°であり、図１に示し
た尾根状部分９ａ、１０ａの幅は４μｍである。また、
注入電流は１６０ｍＡである。
ｄを０．３μｍにした試料及び厚さｄを０．５μｍにし
た試料の遠視野像を示す。なお、両者共、図２に示した
チップ長は７５０μｍ、直線状部分２２ｂは２００μ
ｍ、出射端面２３の反射率は０．３％、反射端面２４の
反射率は３１％、チルト角αは７°であり、図１に示し
た尾根状部分９ａ、１０ａの幅は４μｍである。また、
注入電流は１６０ｍＡである。
【００５２】厚さｄが０．３μｍの試料では、図１０
（Ａ）に示すように、ＳＬ光による像ＥSのみが観察さ
れた。これに対し、厚さｄが０．５μｍの試料では、Ｓ
Ｌ光による像ＥSのみならず、その近傍にレーザ発振に
よる像ＥLも同時に観察された。厚さｄが０．３μｍの
試料の場合には、溝１３内を満たす大気の屈折率と、尾
根状部分９ａ、１０ａの屈折率との差が大きいため、尾
根状部分９ａ、１０ａにより十分な導波効果が得られ
る。ところが、厚さｄが０．５μｍの試料では、尾根状
部分９ａ、１０ａの両脇に、比較的厚いクラッド層が存
在するため、導波効果が弱くなる。このため、注入電流
の増加に伴ってレーザ発振し易くなり、レーザ発振によ
る像ＥLが観察されたと考えられる。注入電流を増加さ
せても、レーザ発振することなく、大出力のＳＬ光を得
るために、厚さｄを０．３μｍ以下とすることが好まし
い。
（Ａ）に示すように、ＳＬ光による像ＥSのみが観察さ
れた。これに対し、厚さｄが０．５μｍの試料では、Ｓ
Ｌ光による像ＥSのみならず、その近傍にレーザ発振に
よる像ＥLも同時に観察された。厚さｄが０．３μｍの
試料の場合には、溝１３内を満たす大気の屈折率と、尾
根状部分９ａ、１０ａの屈折率との差が大きいため、尾
根状部分９ａ、１０ａにより十分な導波効果が得られ
る。ところが、厚さｄが０．５μｍの試料では、尾根状
部分９ａ、１０ａの両脇に、比較的厚いクラッド層が存
在するため、導波効果が弱くなる。このため、注入電流
の増加に伴ってレーザ発振し易くなり、レーザ発振によ
る像ＥLが観察されたと考えられる。注入電流を増加さ
せても、レーザ発振することなく、大出力のＳＬ光を得
るために、厚さｄを０．３μｍ以下とすることが好まし
い。
【００５３】次に、図１１を参照して、チップ単位に分
割する前のＧａＡｓウエハの主面上のチップの配置につ
いて説明する。
割する前のＧａＡｓウエハの主面上のチップの配置につ
いて説明する。
【００５４】図１１は、分割前のウエハの部分平面図を
示す。２つの劈開方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向とす
るＸＹ直交座標系を考える。さらに、Ｙ方向に平行で、
かつＸ方向にある距離を隔てて配列した複数の第１の仮
想直線４０、及びＸ方向に平行で、かつＹ方向にある間
隔を隔てて配列した複数の第２の仮想直線４１を考え
る。第１の仮想直線４０及び第２の仮想直線４１により
区画される最小単位が、１つのチップに対応する。
示す。２つの劈開方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向とす
るＸＹ直交座標系を考える。さらに、Ｙ方向に平行で、
かつＸ方向にある距離を隔てて配列した複数の第１の仮
想直線４０、及びＸ方向に平行で、かつＹ方向にある間
隔を隔てて配列した複数の第２の仮想直線４１を考え
る。第１の仮想直線４０及び第２の仮想直線４１により
区画される最小単位が、１つのチップに対応する。
【００５５】導波路２０の各々が、相互に隣り合う第１
の仮想直線４０の間に配置されている。導波路２０の第
１の部分２１が、Ｙ方向に対して傾斜し、第２の部分２
２の直線状部分がＹ方向に平行に配置されている。Ｙ方
向に隣接する２つのチップの第１の部分２１は、１本の
直線に沿って配置され、相互に連続している。また、Ｙ
方向に隣接する２つのチップの第２の部分２２の直線状
部分も、Ｙ軸に平行な１本の直線に沿って配置され、相
互に連続している。このため、Ｙ軸に平行な部分と、Ｙ
軸に対して傾いている部分とが、Ｘ軸方向に関して交互
に現れる。また、Ｙ軸に平行な部分及びＹ軸に対して傾
いている部分の各々が、第２の仮想直線と交差する。第
１の仮想直線４０に沿ってＶ溝１６が形成されている。
この状態で、図１に示した保護膜１１、ｐ側電極１２、
及びｎ側電極１４が形成されている。
の仮想直線４０の間に配置されている。導波路２０の第
１の部分２１が、Ｙ方向に対して傾斜し、第２の部分２
２の直線状部分がＹ方向に平行に配置されている。Ｙ方
向に隣接する２つのチップの第１の部分２１は、１本の
直線に沿って配置され、相互に連続している。また、Ｙ
方向に隣接する２つのチップの第２の部分２２の直線状
部分も、Ｙ軸に平行な１本の直線に沿って配置され、相
互に連続している。このため、Ｙ軸に平行な部分と、Ｙ
軸に対して傾いている部分とが、Ｘ軸方向に関して交互
に現れる。また、Ｙ軸に平行な部分及びＹ軸に対して傾
いている部分の各々が、第２の仮想直線と交差する。第
１の仮想直線４０に沿ってＶ溝１６が形成されている。
この状態で、図１に示した保護膜１１、ｐ側電極１２、
及びｎ側電極１４が形成されている。
【００５６】次に、ウエハをチップ単位に分離する工程
を説明する。まず、第２の仮想直線４１に沿って第１次
劈開を行う。劈開面が、図２に示した出射端面２３及び
反射端面２４に対応する。劈開面上に、反射防止膜３１
及び反射膜３２を形成する。次に、Ｖ溝１６に沿って第
２次劈開を行う。第２次劈開により、チップ単位に分割
される。
を説明する。まず、第２の仮想直線４１に沿って第１次
劈開を行う。劈開面が、図２に示した出射端面２３及び
反射端面２４に対応する。劈開面上に、反射防止膜３１
及び反射膜３２を形成する。次に、Ｖ溝１６に沿って第
２次劈開を行う。第２次劈開により、チップ単位に分割
される。
【００５７】図１１に示したチップ配置とすると、第１
次劈開を行う位置が、導波路２０の直線状部分の中央部
になる。このため、第１次劈開の位置に高い精度が要求
されない。従って、劈開位置のずれを見込んだ切りしろ
を設けておく必要が無く、１枚のウエハから切り出せる
チップ数を多くすることが可能になる。
次劈開を行う位置が、導波路２０の直線状部分の中央部
になる。このため、第１次劈開の位置に高い精度が要求
されない。従って、劈開位置のずれを見込んだ切りしろ
を設けておく必要が無く、１枚のウエハから切り出せる
チップ数を多くすることが可能になる。
【００５８】上記実施例によるＳＬＤの出射端面２３か
ら放射された光線束を受光できる場所に受光素子を配置
することにより、光空間伝送を行うことができる。ＳＬ
Ｄの動作速度は、ＬＥＤの動作速度に比べて速いため、
高速の伝送を行うことが可能になる。
ら放射された光線束を受光できる場所に受光素子を配置
することにより、光空間伝送を行うことができる。ＳＬ
Ｄの動作速度は、ＬＥＤの動作速度に比べて速いため、
高速の伝送を行うことが可能になる。
【００５９】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
レーザ発振を抑制し、高出力のＳＬ光を取り出すことが
できる。
レーザ発振を抑制し、高出力のＳＬ光を取り出すことが
できる。
【図１】本発明の実施例によるＳＬＤの断面図である。
【図２】本発明の実施例によるＳＬＤの平面図である。
【図３】ＳＬ光のスペクトルの一例を示すグラフであ
る。
る。
【図４】本発明の実施例によるＳＬＤの導波路の第２の
部分の直線状部分の長さを変えたときの出力とＳＭＤと
の変化を示すグラフである。
部分の直線状部分の長さを変えたときの出力とＳＭＤと
の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例の変形例によるＳＬＤの平面図
である。
である。
【図６】本発明の実施例によるＳＬＤの導波路の、出射
端面の法線からのチルト角を変えたときの出力とＳＭＤ
との変化を示すグラフである。
端面の法線からのチルト角を変えたときの出力とＳＭＤ
との変化を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例によるＳＬＤの導波路を画定す
る尾根状部分の幅を変えたときの出力とＳＭＤとの変化
を示すグラフである。
る尾根状部分の幅を変えたときの出力とＳＭＤとの変化
を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例によるＳＬＤの出射端面の反射
率を変えたときの出力とＳＭＤとの変化を示すグラフで
ある。
率を変えたときの出力とＳＭＤとの変化を示すグラフで
ある。
【図９】本発明の実施例によるＳＬＤの反射端面の反射
率を変えたときの出力とＳＭＤとの変化を示すグラフで
ある。
率を変えたときの出力とＳＭＤとの変化を示すグラフで
ある。
【図１０】尾根状部分の両脇のクラッド層の厚さを変え
たときの遠視野像をスケッチした図である。
たときの遠視野像をスケッチした図である。
【図１１】実施例によるＳＬＤチップの分割前のウエハ
の平面図である。
の平面図である。
１ 基板 ２ バッファ層 ３ ｐ型クラッド層 ４ ｎ側ＳＣＨ層 ５ 多重量子井戸層 ６ ｐ側ＳＣＨ層 ７ ｐ型クラッド層 ８ エッチング停止層 ９ ９型ＩｎＧａＰ層 ９ａ 尾根状クラッド １０ ｐ型ＧａＡｓ層 １０ａ コンタクト層 １１ 保護膜 １２ ｐ側電極 １３ 溝 １４ ｎ側電極 １６ Ｖ溝 ２０ 導波路 ２１ 第１の部分 ２２ 第２の部分 ２２ａ 円弧状部分 ２２ｂ 直線状部分 ２３ 出射端面 ２４ 反射端面 ２５、２６ 点 ２７、２８ 側端面 ３１ 反射防止膜 ３２ 反射膜 ４０ 第１の仮想直線 ４１ 第２の仮想直線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/02 (72)発明者 笹倉 賢 神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１ スタンレー電気株式会社技術研究所内 (72)発明者 丸山 剛 神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１ スタンレー電気株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 5F041 AA04 AA13 CA05 CA34 CA35 CA39 CA53 CA57 CA65 CA74 CA76 DA03 FF14 5K002 BA14 BA21 FA03
Claims (10)
- 【請求項１】 相互に平行に配置された第１及び第２の
端面と、該第１及び第２の端面を接続する主面とを有す
る基板と、 前記主面上に形成され、キャリアの注入によって発光す
る半導体材料からなる活性層と、 前記活性層の上に、前記第１の端面上の点と前記第２の
端面上の点とを接続する経路に沿って配置された尾根状
部分であって、該尾根状部分が前記活性層の屈折率より
も低い屈折率を有する半導体材料で形成されて導波路を
画定し、前記経路が前記主面に沿い、前記第１の端面側
の第１の部分と前記第２の端面側の第２の部分とから構
成され、前記第１の部分と前記第１の端面とが接続され
た点において、前記第１の端面の前記主面内に向かう法
線と前記第１の部分とが第１の角度をなし、前記第２の
部分と前記第２の端面とが接続された点において、前記
第２の端面の前記主面内に向かう法線と前記第２の部分
とが、前記第１の角度よりも小さな第２の角度をなす前
記尾根状部分と、 前記活性層のうち前記経路に沿った領域に電流を注入す
る電極とを有する端面発光型半導体装置。 - 【請求項２】 前記第１の部分が直線状であり、前記第
２の部分が変曲点を持たない線状である請求項１に記載
の端面発光型半導体装置。 - 【請求項３】 前記第１の部分が直線状であり、前記第
２の部分が、前記第２の端面に接続された直線状部分
と、該直線状部分を前記第１の部分に滑らかに接続する
曲線状部分とを有する請求項１に記載の端面発光型半導
体装置。 - 【請求項４】 前記第２の角度が０°〜３°である請求
項１〜３のいずれかに記載の端面発光型半導体装置。 - 【請求項５】 前記第１の角度が、２°〜１０°である
請求項１〜４のいずれかに記載の端面発光型半導体装
置。 - 【請求項６】 前記基板の主面が長方形状もしくは正方
形状であり、 さらに、前記基板の４つの端面のうち、前記第１及び第
２の端面以外の第３及び第４の端面の、前記活性層の下
面よりも深い位置から、該基板の最上層の対応する端面
までを覆う絶縁性の保護膜を有する請求項１〜５のいず
れかに記載の端面発光型半導体装置。 - 【請求項７】 前記第３の端面と前記主面との稜、及び
前記第４の端面と前記主面との稜に対応する部分が面取
りされ、前記活性領域の端部が、面取り部の斜面内に位
置しており、 前記保護膜が、前記面取り部の斜面を覆い、前記第３及
び第４の端面のうち該斜面よりも深い領域は覆っていな
い請求項６に記載の端面発光型半導体装置。 - 【請求項８】 さらに、前記第１の端面上に形成された
反射防止膜を有する請求項１〜７のいずれかに記載の端
面発光型半導体装置。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載された端
面発光型半導体装置と、 前記端面発光型半導体装置の第１の端面から放射された
光を受光する受光装置とを有する光空間伝送装置。 - 【請求項１０】 半導体基板表面の２つの劈開方向をそ
れぞれＸ方向及びＹ方向とし、Ｙ方向に平行で、かつＸ
方向にある距離を隔てて配列した複数の第１の仮想直
線、及びＸ方向に平行で、かつＹ方向にある間隔を隔て
て配列した複数の第２の仮想直線を考えたとき、 該半導体基板の表面上に、電流注入によって発光する活
性層を形成する工程と、 前記半導体基板の表面に平行な複数の経路に沿って光を
伝搬させる導波構造であって、該複数の経路の各々が、
相互に隣り合う前記第１の仮想直線の間に配置され、Ｙ
方向に対して傾斜している第１の部分とＹ方向に平行な
第２の部分とがＹ方向に交互に配置されたパターンを有
し、前記第１の部分及び第２の部分の各々が前記第２の
仮想直線と交差している前記導波構造を形成する工程
と、 前記半導体基板の表面上に、前記第１の仮想直線に沿っ
た溝を形成する工程と、 前記半導体基板を、前記第２の仮想直線に沿って劈開す
る工程と、 劈開された半導体基板を、前記溝に沿ってさらに劈開す
る工程とを有する端面発光型半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000260984A JP2002076432A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 端面発光型半導体装置、その製造方法及び光空間伝送装置 |
| US09/940,713 US6593602B2 (en) | 2000-08-30 | 2001-08-27 | Edge emission type semiconductor device for emitting super luminescent light, its manufacture and spatial optical communication device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000260984A JP2002076432A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 端面発光型半導体装置、その製造方法及び光空間伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002076432A true JP2002076432A (ja) | 2002-03-15 |
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ID=18748910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000260984A Pending JP2002076432A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 端面発光型半導体装置、その製造方法及び光空間伝送装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6593602B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002076432A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2003272830A (ja) * | 2002-03-20 | 2003-09-26 | Casio Comput Co Ltd | 電気素子封止方法、パッケージ及び表示素子 |
| JP2006032509A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体発光素子及びそれを用いた光伝送システム |
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