JP2008060248A - 半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008060248A JP2008060248A JP2006233911A JP2006233911A JP2008060248A JP 2008060248 A JP2008060248 A JP 2008060248A JP 2006233911 A JP2006233911 A JP 2006233911A JP 2006233911 A JP2006233911 A JP 2006233911A JP 2008060248 A JP2008060248 A JP 2008060248A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- laser
- active layer
- shape
- optical waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【課題】簡便なプロセスで、放熱性を向上させ、高光出力時においても信頼性の高い動作を実現することができる半導体レーザ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 半導体レーザ1は、活性層がn型クラッド層とp型クラッド層とにより挟まれてなる光導波路の当該光導波方向の両端面に光反射面1c,1dが形成されている。前記活性層と前記光反射面1c,1dとの両方に直交する位置にある側面、つまり光導波路に沿う方向の側面1a,1bは、活性層と直行する方向から半導体レーザ1を見たときに、ジグザグ形状をし、当該側面の1a,1b面積が、前記光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きい。
【選択図】図1
【解決手段】 半導体レーザ1は、活性層がn型クラッド層とp型クラッド層とにより挟まれてなる光導波路の当該光導波方向の両端面に光反射面1c,1dが形成されている。前記活性層と前記光反射面1c,1dとの両方に直交する位置にある側面、つまり光導波路に沿う方向の側面1a,1bは、活性層と直行する方向から半導体レーザ1を見たときに、ジグザグ形状をし、当該側面の1a,1b面積が、前記光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きい。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えば、光ディスクシステムや情報処理あるいは光通信用の光源として用いられる半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法に関する。
半導体レーザは、一般に、基板の上にn型クラッド層、活性層、p型クラッド層が順次積層された構成(光導波路)を含み、電極で挟まれることで活性層に電流が注入される。この注入電流の密度が高まり、閾値に達すると活性層からレーザ発振(誘導放出)が行われる。
一方、CD/DVD等の書き換え型高密度光ディスク装置の光源に用いられる半導体レーザ(単に「チップ」ということもある。)には、数十(mW)以上の高光出力動作が必要であり、また高速書き込みに対応するためには更なる高光出力化が要求される。
一方、CD/DVD等の書き換え型高密度光ディスク装置の光源に用いられる半導体レーザ(単に「チップ」ということもある。)には、数十(mW)以上の高光出力動作が必要であり、また高速書き込みに対応するためには更なる高光出力化が要求される。
この要求に応えるために、例えば活性層への注入電流を高めると、光出力を高めることができる。しかしながら、注入電流の増加に伴い活性層からの発熱量が大きくなってしまい、光出力の飽和をもたらしたり、光出力動作の信頼性が低下したりする等の問題が生じる。
半導体レーザの放熱特性を改善する技術としては、例えば、特許文献1に、共振器を長くすること(長共振器化)により熱抵抗を減少させて有効に廃熱したもの(この技術を「従来技術1」という。)が記載されている。また、特許文献2に、チップ基板側に放熱体としてヒートパスワイアを設け、放熱性を向上させる技術(この技術を「従来技術2」という。)が記載されている。
特開2001−148537号公報
特開平6−77584号公報
半導体レーザの放熱特性を改善する技術としては、例えば、特許文献1に、共振器を長くすること(長共振器化)により熱抵抗を減少させて有効に廃熱したもの(この技術を「従来技術1」という。)が記載されている。また、特許文献2に、チップ基板側に放熱体としてヒートパスワイアを設け、放熱性を向上させる技術(この技術を「従来技術2」という。)が記載されている。
しかしながら、上記技術により放熱特性を改善することができるが、現実的でないという課題がある。つまり、従来技術1では、長共振器化により、チップサイズが大きくなり、また、これによりウェハからのチップの取れ数が減少し結果的にコスト高を招く。
一方従来技術2では、チップを装置に組み込んだ状態では装置が複雑な構成となり、これにより、複雑な立て工程が必要となり結果的に歩留まり低下とコスト高を招く。
一方従来技術2では、チップを装置に組み込んだ状態では装置が複雑な構成となり、これにより、複雑な立て工程が必要となり結果的に歩留まり低下とコスト高を招く。
そこで、本発明は、上記課題を解決するため、簡易な構成で、高光出力時に高い放熱性と光動作の高信頼性を得ることができる半導体レーザ、そして高光出力時に高い放熱性と光動作の高信頼性と有する半導体レーザを安価に製造することができる半導体レーザの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体レーザは、活性層が第一導電型クラッド層と第二導電型クラッド層とにより挟まれてなる光導波路の当該光導波方向の両端面に光反射面が形成されている半導体レーザにおいて、前記光導波方向に沿う側面の面積が、前記光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きいことを特徴としている。
この構成によれば、側面の表面積が、前記光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きい。これにより、光出力時に発生する熱を広い面積を有する側面から放熱できる。
この構成によれば、側面の表面積が、前記光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きい。これにより、光出力時に発生する熱を広い面積を有する側面から放熱できる。
また、前記側面が、非平面形状をしていることを特徴とし、或いは、前記非平面形状は、前記活性層と平行な任意の面で切断した半導体レーザを活性層と直交する方向から見たときに、側面に対応する端縁の形状が折れ線形状又は曲線形状をしていることを特徴としている。
さらに、前記光導波路の活性層と直交する方向における半導体レーザの厚みが略一定であり、当該光導波路の光反射面は、光出力側である前面の方が後面よりも面積が大きく、活性層と直交する方向から半導体レーザを見たときの形状が、対向する側面同士の間隔が後面から前面に近づくに従って広くなるテーパ形状をしていることを特徴としている。
さらに、前記光導波路の活性層と直交する方向における半導体レーザの厚みが略一定であり、当該光導波路の光反射面は、光出力側である前面の方が後面よりも面積が大きく、活性層と直交する方向から半導体レーザを見たときの形状が、対向する側面同士の間隔が後面から前面に近づくに従って広くなるテーパ形状をしていることを特徴としている。
一方、本発明に係る半導体レーザの製造方法は、ウエハにレーザを作り込む拡散工程と、前記ウエハを劈開して共振器を有する予備体を形成する劈開工程と、前記予備体の劈開面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記保護膜が形成された予備体からレーザを分離する分離工程とを有する半導体レーザの製造方法であって、前記分離工程では、エッチング法を用いてレーザを分離することを特徴としている。
この方法で製造すると、安価にレーザの分離を実施することができる。
また、前記分離工程は、エッチングマスクと予備体とを固定する冶具を使用し、ドライエッチング法により行うことを特徴とし、或いは、前記ドライエッチング法は、ICPドライエッチング法であることを特徴としている。
さらには、前記エッチングマスクは、石英材料であることを特徴とし、或いは前記冶具は、石英材料であることを特徴としている。
また、前記分離工程は、エッチングマスクと予備体とを固定する冶具を使用し、ドライエッチング法により行うことを特徴とし、或いは、前記ドライエッチング法は、ICPドライエッチング法であることを特徴としている。
さらには、前記エッチングマスクは、石英材料であることを特徴とし、或いは前記冶具は、石英材料であることを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザによれば、その側面の表面積を拡大させているため、構成が簡易であり、また、外部への放熱量を増加させることができる。これにより、高光出力動作による半導体レーザの温度上昇を抑制し、高光出力時でも、高い放熱性と信頼性の高い光動作とを得ることができる。
また、本発明に係る半導体レーザの製造方法は、予備体からのレーザの分離をエッチングにより行うため、分離時に発生する応力が低減され、活性層内部へのダメージやクラックが抑制される。これにより、半導体レーザ製造時の歩留まりを向上させることができ、結果的に安価な半導体レーザを得ることができる。
また、本発明に係る半導体レーザの製造方法は、予備体からのレーザの分離をエッチングにより行うため、分離時に発生する応力が低減され、活性層内部へのダメージやクラックが抑制される。これにより、半導体レーザ製造時の歩留まりを向上させることができ、結果的に安価な半導体レーザを得ることができる。
更に、半導体レーザの幅(光導波方向と垂直の寸法である。)が短くなると二次劈開(チップ1個ずつに分離する工程である。)が困難であったが、エッチングによる分離は物理的に行なわれるので、半導体レーザの幅を短くすることができ、シュリンク化にも有効となる。しかも、半導体レーザの形状によっては、組み立て時の認識用パターンとしても用いることができるので、組み立て精度も向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する半導体レーザの構成例については、リッジストライプタイプを用いるが、これは、本発明の構成上の特徴及び作用などを説明するための一例として用いるものであって、本発明はリッジストライプタイプに限定を受けるものではない。また、図面は、半導体レーザを説明するための図であり、各層の厚み等の寸法比率は実際の半導体レーザと異なる場合もある。
1.全体構成
図1は、実施の形態に係る半導体レーザの斜視図であり、図2は、実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
半導体レーザ1は、n型基板3上に、n型クラッド層(本発明の「第一導電型クラッド層」である。)5、活性層7、第1p型クラッド層(本発明の「第二導電型クラッド層」である。)9、エッチングストップ層11、第2p型クラッド層13、ブロック層15をこの順で有し、n側電極17及びp側電極19により挟まれた構成をしている。
図1は、実施の形態に係る半導体レーザの斜視図であり、図2は、実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
半導体レーザ1は、n型基板3上に、n型クラッド層(本発明の「第一導電型クラッド層」である。)5、活性層7、第1p型クラッド層(本発明の「第二導電型クラッド層」である。)9、エッチングストップ層11、第2p型クラッド層13、ブロック層15をこの順で有し、n側電極17及びp側電極19により挟まれた構成をしている。
n型基板3は、例えば、GaAsからなり、X方向の長さ(以下、「幅」と記し、図中「B」で示す。)が150〜300(μm)の範囲であり、Y方向の長さ(以下、「長さ」と記し、図中「L」で示す。)が500〜2000(μm)の範囲であり、Z方向の長さ(以下、「厚み」と記し、図中「t」で示す。)が100(μm)である。
なお、ここでの各寸法は、標準的な寸法であり、上記寸法の範囲以外であっても良く、本願発明は寸法等によって特に限定されるものではない。
なお、ここでの各寸法は、標準的な寸法であり、上記寸法の範囲以外であっても良く、本願発明は寸法等によって特に限定されるものではない。
また、n型基板3は、上記GaAsだけでなく、他の材料で構成しても良い。他の材料としては、サファイア基板、SiC基板、n型GaN基板等があり、基板上で後述する半導体材料がエピタキシャル成長できる基板であれば他の材料も適用できる。
n型クラッド層5は、例えば、(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなり、幅B及び長さLはn型基板3と同等であり、その厚みは約2.0(μm)である。
n型クラッド層5は、例えば、(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなり、幅B及び長さLはn型基板3と同等であり、その厚みは約2.0(μm)である。
活性層7は、例えば、GaInP/(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pを含む多重量子井戸構造からなる。その幅B及び長さLに関してはn型基板3と同等であり、その厚みは0.08(μm)である。
第1p型クラッド層9は、例えば、(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなり、その幅B及び長さLに関してはn型基板3と同等であり、その厚みは0.08(μm)である。
第1p型クラッド層9は、例えば、(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなり、その幅B及び長さLに関してはn型基板3と同等であり、その厚みは0.08(μm)である。
エッチングストップ層11は、例えば、Ga0.56In0.44Pからなり、その幅B及び長さLに関してはn型基板3と同等であり、その厚みは5〜15(nm)である。
第2p型クラッド層13は、図2に示すように、幅方向の略中央位置にリッジ部13aを有し、その両側にウィング部13b,13bを有している。なお、第2p型クラッド層13は、例えば、(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなり、リッジ部13a及びウィング部13bの厚みは1〜2(μm)である。
第2p型クラッド層13は、図2に示すように、幅方向の略中央位置にリッジ部13aを有し、その両側にウィング部13b,13bを有している。なお、第2p型クラッド層13は、例えば、(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなり、リッジ部13a及びウィング部13bの厚みは1〜2(μm)である。
リッジ部13aは、エッチングストップ層11から先細りの略台形状に突出している。ここでの台形状は、エッチングストップ層11側の底辺が上辺よりも長い、所謂先細り状をし、リッジ部13aの頂部の幅は約0.8〜3(μm)の範囲である。なお、リッジ部13aは、図示されるような台形状だけでなく、他の形状であっても構わない。他の形状としては、例えば長方形(垂直リッジ)等がある。
第2p型クラッド層13は、リッジ部13aの頂部13cを除いて、ブロック層15が形成されている。これは、電流が活性層7へ注入できる範囲を頂部13cに制限して活性層7へ注入する電流密度を高めると共に、活性層7内に光を閉じ込めて光取出し効率を高めるためである。
なお、第2p型クラッド層13とブロック層15とを合わせて、電流狭窄層ということもある。
なお、第2p型クラッド層13とブロック層15とを合わせて、電流狭窄層ということもある。
n側電極17は、n型基板3におけるnクラッド層5と反対側の面に形成されたオーミック電極であり、同様に、p側電極19は、ブロック層15における第2p型クラッド層13と反対側に形成されたオーミック電極である。
これにより、電流注入された活性層7から光が発生し、発生した光が、主に第1p型クラッド層9及びn型クラッド層5で挟まれた領域において閉じ込められた状態で反射を繰り返しながらY方向に沿って移動する。つまり、n型クラッド層5と、第1及び第2p型クラッド層9,13とにより活性層7が挟まれた構造により、光導波路が形成される。
これにより、電流注入された活性層7から光が発生し、発生した光が、主に第1p型クラッド層9及びn型クラッド層5で挟まれた領域において閉じ込められた状態で反射を繰り返しながらY方向に沿って移動する。つまり、n型クラッド層5と、第1及び第2p型クラッド層9,13とにより活性層7が挟まれた構造により、光導波路が形成される。
Y方向(光導波方向)の両端面には、例えば、SiO2、Ta2O5、SiONなどによって形成された保護膜が形成されている。この保護膜は、それぞれ半導体レーザの長さ方向の端面に対応した大きさを有しており、一方の端面に形成された膜が高反射膜と、他方の端面に形成された膜が低反射膜とそれぞれなる所望の反射率を有するもの(この端面が本発明の「光反射面」に相当する。)である。
この保護膜の配設により、電流注入された活性層7から光が発生し、発生した光が光導波路内を移動し、当該保護膜からY方向に向けて、レーザ光を効率的に発振する構成(本発明の「共振器」に相当する。)となる。
上記構成の半導体レーザ1は、図1に示すようにX方向(幅方向)の端面、つまり、光導波方向に沿う側面1a,1bがジグザグ形状をしている。この側面1a,1bをジグザグ状にすることで、側面を一平面で構成する場合に比べて、面積を増加させることができる。
上記構成の半導体レーザ1は、図1に示すようにX方向(幅方向)の端面、つまり、光導波方向に沿う側面1a,1bがジグザグ形状をしている。この側面1a,1bをジグザグ状にすることで、側面を一平面で構成する場合に比べて、面積を増加させることができる。
これにより、半導体レーザ1の側面1a,1bから外部へ放出される熱量を増加させることができる。これにより、高光出力動作による温度上昇を抑制し、高光出力時でも、高い放熱性と光動作の高信頼性とを得ることができる。
特に、光導波路を構成する活性層7の端縁が側面1a,1bに露出しているので、活性層7の熱を効率良く放出できる。さらに、活性層7の熱は当該活性層7から各クラッド層5、9にも逃げるので、半導体レーザ1の側面1a,1bの面積を大きくすることは有効である。
特に、光導波路を構成する活性層7の端縁が側面1a,1bに露出しているので、活性層7の熱を効率良く放出できる。さらに、活性層7の熱は当該活性層7から各クラッド層5、9にも逃げるので、半導体レーザ1の側面1a,1bの面積を大きくすることは有効である。
2.製造方法
次に、本実施の形態に係る半導体レーザの製造方法について説明する。
半導体レーザ1は、先ず、ウエハにレーザを作り込む拡散工程と、前記ウエハを劈開して共振器を有する予備体を形成する劈開工程と、前記予備体の劈開面(フロント面とリア面である。)に保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜を有する予備体からレーザであるチップを分離するチップ分離工程(本発明の「分離工程」に相当する。)とを経て製造される。
次に、本実施の形態に係る半導体レーザの製造方法について説明する。
半導体レーザ1は、先ず、ウエハにレーザを作り込む拡散工程と、前記ウエハを劈開して共振器を有する予備体を形成する劈開工程と、前記予備体の劈開面(フロント面とリア面である。)に保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜を有する予備体からレーザであるチップを分離するチップ分離工程(本発明の「分離工程」に相当する。)とを経て製造される。
ここで、予備体は、当該予備体から複数の半導体レーザ(チップ)が分離されることから、半導体レーザの前段階のものであり、ここでは、半導体レーザを直線状に並べた矩形状をした、所謂レーザバーである。さらに、チップに分離する前の状態のもの(チップになるべきものである。)をプレチップとする。
また、本発明に係る半導体レーザの構成は、その側面の形状に特徴があり、基板、クラッド層等の各層、さらには、各層を構成する材料等は、従来と同じでも良い。このため、ここでの拡散工程は、公知の技術を用いることができ、例えば、窓工程、リッジ形成工程、電極工程等を含み、また、劈開工程及び保護膜形成工程も、公知技術を用いることができるため、ここでの説明は省略する。
また、本発明に係る半導体レーザの構成は、その側面の形状に特徴があり、基板、クラッド層等の各層、さらには、各層を構成する材料等は、従来と同じでも良い。このため、ここでの拡散工程は、公知の技術を用いることができ、例えば、窓工程、リッジ形成工程、電極工程等を含み、また、劈開工程及び保護膜形成工程も、公知技術を用いることができるため、ここでの説明は省略する。
(1)チップ分離工程
図3は、チップ分離工程を説明する図である。
チップ分離工程は、レーザバー31を固定治具33に固定するバー固定工程と、レーザバー31が固定された固定治具33にチップ形状に対応した開口35を有するエッチング用のマスク37を前記固定治具33にセットするマスクセット工程と、レーザバー31をエッチングするエッチング工程と、エッチング工程で分離したチップ39を回収する回収工程とを含む。
図3は、チップ分離工程を説明する図である。
チップ分離工程は、レーザバー31を固定治具33に固定するバー固定工程と、レーザバー31が固定された固定治具33にチップ形状に対応した開口35を有するエッチング用のマスク37を前記固定治具33にセットするマスクセット工程と、レーザバー31をエッチングするエッチング工程と、エッチング工程で分離したチップ39を回収する回収工程とを含む。
なお、本実施の形態では、エッチングとして、ドライエッチング法、特に、反応性イオンエッチング法を利用している。
まず、レーザバー31は、チップ39を分離する前の状態のもので、図3の(a)に示すように、本例では、1つのレーザバー31内に5つのプレチップ41がある。つまり、1つのレーザバー31から5個のチップ39が得られる。なお、レーザバー31は、図3の(a)中の矢印方向の端面が劈開面31aになっている。
まず、レーザバー31は、チップ39を分離する前の状態のもので、図3の(a)に示すように、本例では、1つのレーザバー31内に5つのプレチップ41がある。つまり、1つのレーザバー31から5個のチップ39が得られる。なお、レーザバー31は、図3の(a)中の矢印方向の端面が劈開面31aになっている。
固定治具33は、図3の(b)に示すように、上記のレーザバー31を固定するための固定手段(例えば、固定溝33a)を備えており、この固定溝33aに、レーザバー31が嵌るようにしている。
本例の固定治具33は3つのレーザバー31を固定できる。当該固定治具33はエッチングガス(本実施の形態では塩素系ガスである。)に対して、半導体材料(レーザバー)と選択性があることが望まれ、例えば、石英材料が利用される。
本例の固定治具33は3つのレーザバー31を固定できる。当該固定治具33はエッチングガス(本実施の形態では塩素系ガスである。)に対して、半導体材料(レーザバー)と選択性があることが望まれ、例えば、石英材料が利用される。
なお、固定治具33に石英材料を用いると、エッチングの際にスパッタされた石英(SiO2)がチップ39の側面に付着しても、当該石英が絶縁物であるため、電流リーク等のレーザ特性に悪影響を及ぼすことはない。
マスクセット工程で使用されるマスク37は、図3の(c)に示すように、チップ分離されるチップ39に対応した開口35を有し、レーザバー31における前記マスク37の開口35に相当する部分がエッチングされて、レーザバー31からチップ39が分離される。
マスクセット工程で使用されるマスク37は、図3の(c)に示すように、チップ分離されるチップ39に対応した開口35を有し、レーザバー31における前記マスク37の開口35に相当する部分がエッチングされて、レーザバー31からチップ39が分離される。
当該マスク37は、上記固定治具33の材料と同様に、エッチングガスに対して、半導体材料(レーザバー)と選択性があることが望まれ、例えば、石英材料が利用される。さらに、レーザバー31の利得領域にエッチングガスがかかるのを防ぐために、プレチップ41間に、約±10(μm)程度の位置合せ精度が必要である。
なお、マスク37に石英材料を用いると、固定治具33に石英材料を用いた場合と同様に、エッチングの際にスパッタされた石英(SiO2)がチップ39の側面に付着しても、当該石英が絶縁物であるため、電流リーク等のレーザ特性に悪影響を及ぼすことはない。
なお、マスク37に石英材料を用いると、固定治具33に石英材料を用いた場合と同様に、エッチングの際にスパッタされた石英(SiO2)がチップ39の側面に付着しても、当該石英が絶縁物であるため、電流リーク等のレーザ特性に悪影響を及ぼすことはない。
エッチング工程では、反応性イオンエッチング法、例えばICP(Inductive Coupled Plasma)エッチング法を用い、エッチングガスとして塩素系(例えば、Cl4、SiCl4)を利用している。これにより、約10(μm/min)程度のエッチングレートを得ることができ、生産性を向上させることができる。なお、レーザバー31の厚みが、例えば100(μm)程度であれば、約10分程度でチップ分離が可能となる。
本実施の形態のように、半導体レーザ1を平面視したときの側面の端縁の形状(半導体レーザ1の活性層7と直交する方向(図1の「Z方向」である。)から半導体レーザ1を見たときの形状である。)がジグザグ形状である場合は、壁開法によるチップ分離が不可能であるが、エッチング法を適用することで容易にレーザバー31からチップ分離できる。チップ分離されたものが、当然チップ39となる。
特に、チップ分離にエッチング法を用いると、例えば劈開法を用いる場合に比べて、分離中のプレチップ41に加わる応力を小さくする(ほとんど作用しない。)ことができ、チップ39へのダメージやマイクロクラックの発生等を抑制することができる。
また、レーザバー31のエッチングは略均一になされるため、チップ分離の歩留まりが安定すると共に歩留まりを向上させることができる。
また、レーザバー31のエッチングは略均一になされるため、チップ分離の歩留まりが安定すると共に歩留まりを向上させることができる。
回収工程は、例えば粘着シート43を用いて行う。上記チップ分離工程を終えた状態では、固定治具33の固定溝33aの深さがチップ39の厚みより小であるため、チップ39の上部が固定治具33の固定溝33aから張り出し状態となる。そして、チップ39の上面に粘着シート43を接触させることで、チップ39が粘着シート43に粘着し、チップ39を固定溝33aから取り出すことができる。なお、図3の(d)では、分離したチップ39の様子が分かるように、粘着シート43を透明として表している。
<変形例>
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
1.半導体レーザの種類
上記実施の形態では、リッジストライプタイプ(構造)の利得導波型半導体レーザについて説明したが、他のタイプ、例えば、屈折率導波タイプであっても良く、さらに、ストライプ構造は、リッジ構造に限定するものでなく、例えば、酸化膜構造のものであっても良い。
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
1.半導体レーザの種類
上記実施の形態では、リッジストライプタイプ(構造)の利得導波型半導体レーザについて説明したが、他のタイプ、例えば、屈折率導波タイプであっても良く、さらに、ストライプ構造は、リッジ構造に限定するものでなく、例えば、酸化膜構造のものであっても良い。
本実施の形態では、赤色レーザとして用いられるAlGaInP系材料について説明したが、他の材料、例えば、赤外レーザとして用いられるAlGaAs系材料であっても良い。また二波長モノリシック構造への展開も可能である。更に、放熱性が悪く、劈開が困難なGaN系材料で用いれば高温動作時の安定性とチップ分離における歩留まり改善を期待できるのは言うまでもない。
2.半導体レーザの形状
実施の形態では、半導体レーザ1の側面1a,1bの形状がジグザグ状をしていた。しかしながら、側面1a,1bの面積が、光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きければ、他の形状であっても良い。
図4は、半導体レーザの平面視形状についての変形例を示す図である。なお、半導体レーザを平面視した際に半導体レーザのフロント面とリア面で形状が異なる場合には、そのフロント・リアを図4に記載している。
実施の形態では、半導体レーザ1の側面1a,1bの形状がジグザグ状をしていた。しかしながら、側面1a,1bの面積が、光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きければ、他の形状であっても良い。
図4は、半導体レーザの平面視形状についての変形例を示す図である。なお、半導体レーザを平面視した際に半導体レーザのフロント面とリア面で形状が異なる場合には、そのフロント・リアを図4に記載している。
変形例に係る第1の半導体レーザ41は、側面41a,41bの長さ方向の中央部(図4では上下方向の略中央部に相当する。)に近づくに従って、その幅が大きくなるような形状であっても良く、図4の(a)に示すように、側面形状が横(半導体レーザの幅)方向に円弧上に張り出す形状や凹んだ形状でも良いし、さらに、図4の(b)に示す半導体レーザ43のように、側面43a,43bの形状が、長さ方向の中央部に近づくに従って横方向に階段状に徐々に張り出す形状であっても良い。
また、半導体レーザは、側面の中央部(図4では上下方向の略中央部に相当する。)に近づくに従って、その幅が小さくなるような形状であっても良い。例えば、図4の(c)に示す半導体レーザ45のように、側面45a,45bの形状が横方向に階段状に徐々に凹入する形状であっても良い。当然、図示していないが、円弧若しくは楕円弧状に凹入する形状であっても良い。
上記実施の形態での半導体レーザ1(及び半導体レーザ41,43,45)は、光反射面1c,1dの形状及び面積が同じであったが、フロント側の光反射面とリア側の光反射面との形状・面積は異なっていても良い。
つまり、光反射面は、光出力側であるフロント側の光反射面がリア側の光反射面よりも面積が大きくても良い。この場合には、平面視における半導体レーザの側面が、対向する側面同士の間隔がリア面側からフロント面側に近づくに従って広くなるような形状となり、側面の面積が光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きくなる。
つまり、光反射面は、光出力側であるフロント側の光反射面がリア側の光反射面よりも面積が大きくても良い。この場合には、平面視における半導体レーザの側面が、対向する側面同士の間隔がリア面側からフロント面側に近づくに従って広くなるような形状となり、側面の面積が光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きくなる。
例えば、図4の(d)の半導体レーザ47に示すように、平面視形状が、対向する側面47a,47b同士の間隔がリア面側からフロント面側に近づくに従って一直線状に広くなるテーパ形状でも良い。
また、図4の(e)の半導体レーザ49に示すように、平面視における側面49a,49bの形状が、リア面と、このリア面よりも面積の広いフロント面との間を円弧或いは楕円弧状に結ぶような形状でも良い。
また、図4の(e)の半導体レーザ49に示すように、平面視における側面49a,49bの形状が、リア面と、このリア面よりも面積の広いフロント面との間を円弧或いは楕円弧状に結ぶような形状でも良い。
さらには、図4の(f)に示す半導体レーザ51のように、平面視形状が、対向する側面51a,51b同士の間隔が、リア面からリア面よりも面積の広いフロント面へと移るに従って階段状に広がる形状でも良い。
なお、上記変形例に係る半導体レーザ41〜51を製造するには、図4で説明したマスクの開口の形状を、レーザバーから分離するチップ形状(平面視形状)に合せれば良い。
なお、上記変形例に係る半導体レーザ41〜51を製造するには、図4で説明したマスクの開口の形状を、レーザバーから分離するチップ形状(平面視形状)に合せれば良い。
3.エッチングについて
実施の形態のチップ分離工程では、レーザバーからチップ分離をICPドライエッチング法で行っているが、他のドライエッチング法を利用することもできる。他の方法としては、例えば、RIE(Reactive Ion Etching)法等がある。
また、ウェットエッチングを利用することも可能である。但し、ウェットエッチングでは、等方的なエッチングとなるため、加工精度が、上記の異方的なエッチングが可能なドライエッチングよりも劣ることがある。
実施の形態のチップ分離工程では、レーザバーからチップ分離をICPドライエッチング法で行っているが、他のドライエッチング法を利用することもできる。他の方法としては、例えば、RIE(Reactive Ion Etching)法等がある。
また、ウェットエッチングを利用することも可能である。但し、ウェットエッチングでは、等方的なエッチングとなるため、加工精度が、上記の異方的なエッチングが可能なドライエッチングよりも劣ることがある。
4.半導体レーザの実装について
上記実施の形態では、半導体レーザの実装方法等について特に説明しなかったが、例えば、半導体レーザ専用のサブ基板に半導体レーザを実装したサブマウント方式を利用しても良いし、直接メイン基板に半導体レーザを実装しても良い。
上記実施の形態では、半導体レーザの実装方法等について特に説明しなかったが、例えば、半導体レーザ専用のサブ基板に半導体レーザを実装したサブマウント方式を利用しても良いし、直接メイン基板に半導体レーザを実装しても良い。
本発明は、優れた放熱特性を有する半導体レーザに利用することができ、また、本発明の製造方法は、放熱特性が向上した半導体レーザを製造するのに利用できる。
1 半導体レーザ
1a,1b 側面
1c,1d 光反射面
5 n型クラッド層
7 活性層
9 第1p型クラッド層
13 第2p型クラッド層
1a,1b 側面
1c,1d 光反射面
5 n型クラッド層
7 活性層
9 第1p型クラッド層
13 第2p型クラッド層
Claims (9)
- 活性層が第一導電型クラッド層と第二導電型クラッド層とにより挟まれてなる光導波路の当該光導波方向の両端面に光反射面が形成されている半導体レーザにおいて、
前記光導波方向に沿う側面の面積が、前記光導波路を通り且つ活性層と直交する断面の面積よりも大きい
ことを特徴とする半導体レーザ。 - 前記側面が、非平面形状をしている
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。 - 前記非平面形状は、前記活性層と平行な任意の面で切断した半導体レーザを活性層と直交する方向から見たときに、側面に対応する端縁の形状が折れ線形状又は曲線形状をしている
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザ。 - 前記光導波路の活性層と直交する方向における半導体レーザの厚みが略一定であり、
当該光導波路の光反射面は、光出力側である前面の方が後面よりも面積が大きく、
活性層と直交する方向から半導体レーザを見たときの形状が、対向する側面同士の間隔が後面から前面に近づくに従って広くなるテーパ形状をしている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体レーザ。 - ウエハにレーザを作り込む拡散工程と、
前記ウエハを劈開して共振器を有する予備体を形成する劈開工程と、
前記予備体の劈開面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜が形成された予備体からレーザを分離する分離工程とを有する半導体レーザの製造方法であって、
前記分離工程では、エッチング法を用いてレーザを分離する
ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 前記分離工程は、エッチングマスクと予備体とを固定する冶具を使用し、ドライエッチング法により行う
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体レーザの製造方法。 - 前記ドライエッチング法は、ICPドライエッチング法である
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体レーザの製造方法。 - 前記エッチングマスクは、石英材料である
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の半導体レーザの製造方法。 - 前記冶具は、石英材料である
ことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006233911A JP2008060248A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006233911A JP2008060248A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008060248A true JP2008060248A (ja) | 2008-03-13 |
Family
ID=39242659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006233911A Pending JP2008060248A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008060248A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103336331A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-02 | 上海理工大学 | 一种曲折光学波导器件 |
CN104536137A (zh) * | 2015-01-25 | 2015-04-22 | 上海理湃光晶技术有限公司 | 一种用于图像显示的折叠扩展光学波导器件 |
-
2006
- 2006-08-30 JP JP2006233911A patent/JP2008060248A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103336331A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-02 | 上海理工大学 | 一种曲折光学波导器件 |
CN104536137A (zh) * | 2015-01-25 | 2015-04-22 | 上海理湃光晶技术有限公司 | 一种用于图像显示的折叠扩展光学波导器件 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3822976B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2007266575A (ja) | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ装置 | |
WO2015056489A1 (ja) | 熱アシスト磁気記録ヘッド、半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子の製造方法 | |
JP2008021885A (ja) | 半導体ウェハ、半導体素子、半導体ウェハの製造方法、半導体素子の製造方法 | |
JP7317049B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
JP4751024B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
JP2008060248A (ja) | 半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 | |
JP5273459B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
JP2004186259A (ja) | 半導体レーザ素子、その製造方法、および多波長集積化半導体レーザ装置 | |
JP3027934B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3319585B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子の製造方法 | |
JP2001244560A (ja) | 半導体発光装置の製造方法及び半導体発光装置 | |
JP2007142227A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JP3327179B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子の製造方法 | |
JP2006253235A (ja) | レーザダイオードチップ、レーザダイオード及びレーザダイオードチップの製造方法 | |
JP2012222205A (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
JP4839497B2 (ja) | 半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法 | |
JP2003046196A (ja) | 半導体レーザおよびその作製方法 | |
JP2008311547A (ja) | 半導体レーザ素子及び製造方法 | |
JP2006108225A (ja) | 半導体レーザ | |
JP2005019954A (ja) | 半導体レーザー素子及びその製造方法 | |
JP4830211B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
JP4661061B2 (ja) | パルセーションレーザ素子 | |
JP4331137B2 (ja) | 半導体レーザ | |
JPH08264884A (ja) | 利得導波型半導体レーザ |