JP2004140141A - Semiconductor laser - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高性能で信頼性の高いリッジ導波型半導体レーザを、再現性良く、かつ高歩留まりで作製できる構造およびその製造技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、光ファイバ通信用の半導体レーザとして、温度特性が良好で、かつ、高周波特性に優れるAlGaInAs/InP系レーザが注目されている。また、情報処理用の半導体レーザとして、温度特性が良好で、かつ、高出力動作に優れるAlGaInP/GaAs系レーザが注目されている。これらの半導体レーザでは、製造コストを抑えるために、製造工程の少ないリッジ導波型構造が採用されている。
【0003】
一方、温度特性を改善するための1つの手段として、pn接合面側を下にして半導体レーザ素子(半導体レーザチップ)を組み立てるJ−down組み立てが知られている。上述のリッジ導波型構造の半導体レーザチップでも、J−down組み立てが採用され、製造されている。
【0004】
図8は、従来のAlGaInAs/InP系リッジ導波型半導体レーザ180の斜視図である。レーザ180は、n−InP基板1、厚さ1μm のn−InPクラッド層2、厚さ0.1μmのn−AlInAsクラッド層3、AlGaInAs−活性層4、厚さ0.1μm のp−AlInAsクラッド層5、厚さ1.75μmのp−InPクラッド層6、厚さ0.6μm のp−InGaAsコンタクト層7、SiO2膜8、P側電極(Ti/Au)9、N側電極(AuGe/Ni/Au)10、P側メッキ電極11、リッジ12、チップ分離溝13とを有する。活性層4は、発光効率を向上すべく、多重量子井戸(Multi−Quantum−Well)構造で形成されている。
【0005】
図9は、上述のリッジ導波型半導体レーザ180を、J−down組み立てにより組み立てたときの理想的な状態を示す断面図である。このときレーザ180は、図8に加え、さらにマウント材14および半田材15を有する。
【0006】
図に示すように、リッジ導波型半導体レーザにJ−down組み立てを採用した場合、レーザが活性層4側、すなわち、リッジ12側を下にして、半田材15を介してマウント材14に接着されている。この組み立てが理想的に行われた場合、リッジ12頂上以外の半導体レーザチップ180表面は、絶縁膜であるSiO2膜8で被覆されているので、リッジ12頂上のみから、半田材15、P側メッキ電極11、P側電極9を介して電流が注入される。
【0007】
より具体的には、チップ分離溝部分のエピタキシャル層の全体を凹状に屈曲させて段差を設け、表面層をキャップ層(コンタクト層)で構成するレーザがある(特許文献1参照)。また、半田をスペーサの内側に閉じ込めて、半田の盛り上がりによるショート不良を防ぐレーザも知られている(特許文献2参照)。
【0008】
【特許文献1】
特開昭58−142588号公報
【特許文献2】
特開平5−110203号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には、リッジ導波型半導体レーザにJ−down組み立てを適用した場合、次のような問題点が発生しやすい。
【0010】
(1)半田材15との接着面と、活性層4の距離が数μmと近いため、盛り上がった半田材15が活性層等のエピタキシャル層に接触して、ショート不良やリーク電流が発生する原因となる。上述の特許文献1による技術では、分離溝の最表面はコンタクト抵抗の小さいキャップ層(コンタクト層)が設けられているので、チップ表面に半田材が接触した場合にリーク電流が生じてしまう。
【0011】
(2)チップ分離の際に、分離溝内の絶縁膜が欠けて半田材とエピタキシャル層とが接触し、リーク電流が発生する原因となる。
【0012】
(3)リッジ脇の溝に半田材15が入り込むため、半田材15と結晶材料の熱膨張係数の差に起因してレーザがストレスを受け、信頼性が損なわれる懸念がある。
【0013】
以下、図10および図11を参照して、これらの問題をより詳しく説明する。例としてAlGaInAs/InP系レーザを用いる。
【0014】
図10は、J−down組み立てにより従来のリッジ導波型半導体レーザ180−1を製造したときの、第一の問題を説明する図である。本来、リッジ12頂上以外の半導体レーザチップ180−1の表面はSiO2膜8で被覆されているので、リッジ12頂上のみから、半田材15、P側メッキ電極11、P側電極9を介して電流が注入される。しかしながら、実際には、盛り上がった半田材15が、活性層4またはn−AlInAsクラッド層3、n−InPクラッド層2と接触してショート不良となる場合がある。ショート不良となった場合は、電流は活性層4のpn接合を介さずに基板側に流れてしまうため、レーザ発振しなくなる。
【0015】
また、盛り上がった半田材15が、p−AlInAsクラッド層5やp−InPクラッド層6と接触してリーク電流が発生する場合がある。リーク電流は発振等に寄与しない無効電流となるため、閾値電流や動作電流の増大、効率の低下といったレーザ特性の低下をもたらしてしまう。
【0016】
リーク電流が発生するリーク不良は、図11のリッジ導波型半導体レーザ180−2でも発生することがある。図11は、J−down組み立てにより従来のリッジ導波型半導体レーザ180−2を製造したときの、第二の問題を説明する図である。製造工程におけるチップ分離の際、分離溝13のSiO2膜8が位置81で欠けて、半導体レーザチップ180−2の表面が完全にSiO2膜8で被覆されなくなることがある。すると、半田材15とp−InPクラッド層6が接触して、リーク電流が発生することがある。
【0017】
さらに、J−down組み立てによりリッジ導波型半導体レーザを製造した場合、ショート不良やリーク不良以外に信頼性上の懸念もある。再び図9を参照して、レーザ180のリッジ脇の溝に半田材15が入り込み、溝内がP側電極9、P側メッキ電極11、半田材15等の金属材料で埋め込まれた状態になる。この状態で、組み立て時のヒートサイクルや、レーザ発振時の発熱等の環境下に置かれるため、レーザは、金属材料の熱膨張係数と結晶材料の熱膨張係数との差に起因したストレスを受ける。そのため、信頼性が損なわれる懸念がある。
【0018】
上述のような、レーザ発振しない場合、およびリーク電流が発生する場合には、当然にそのレーザ素子は製品に採用できない。よって歩留まりが低下する要因となる。
【0019】
本発明の目的は、高歩留まりで、かつ温度特性に優れたリッジ導波型半導体レーザを再現性良く製造できるレーザ構造を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体レーザは、第1の材料を含む第1のクラッド層と、活性層と、前記第1の材料を含む第2のクラッド層と、前記第1の材料とは異なる第2の材料を含む、リッジ構造の第3のクラッド層とが順に積層されて構成されたリッジ導波型の半導体レーザである。このレーザは、該半導体レーザチップのチップ分離位置において、前記第3のクラッド層側から積層された方向に沿って形成された溝が、前記第2のクラッド層に到達している。これにより上記目的が達成される。
【0021】
前記第1の材料は、容易に酸化される材料、例えば、アルミニウムである。
【0022】
本発明の半導体レーザは、活性層と、該活性層を挟む、第1のクラッド層および第2のクラッド層と、該第2のクラッド層に積層された、リッジ構造の第3のクラッド層と、該第3のクラッド層と電気的に接続された電極とを備えたリッジ導波型の半導体レーザである。このレーザの電極は、前記リッジ脇の溝の表面から離れた状態で上方を覆っている。これにより上記目的が達成される。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。同じ参照符号が付されている構成要素は、同じ機能の構成要素とする。
【0024】
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1によるAlGaInAs/InP系リッジ導波型半導体レーザ100の斜視図である。半導体レーザ100は、n−InP基板1、厚さ1μm のn−InPクラッド層2、厚さ0.1μmのn−AlInAsクラッド層3、AlGaInAs−MQW活性層4、厚さ0.1μm のp−AlInAsクラッド層5、厚さ1.75μmのp−InPクラッド層6、厚さ0.6μm のp−InGaAsコンタクト層7、SiO2膜8、P側電極(Ti/Au)9、N側電極(AuGe/Ni/Au)10、P側メッキ電極11、リッジ12、チップ分離溝13とを有する。MQW活性層4とは、発光効率を向上すべく、多重量子井戸(Multi−Quantum−Well)構造で形成された層である。多重量子井戸構造とは、バンドギャップの小さい層(井戸層)をバンドギャップの大きい層(バリア層)で挟んだ量子井戸構造を、何重にも積層した構造である。
【0025】
このような構造の半導体レーザ100は、エピタキシャル成長法により各層を積層し、エッチングにより所定の個所を除去して形成できる。エピタキシャル成長法として、例えば、成長させたい有機金属を含んだ気体を基板に向かって流し、基板表面上の化学反応によって成長させる有機金属気相成長法(MOCVD)や、有機金属を高真空中で基板に向かって蒸発させ、基板に付着させて成長させる有機金属分子線成長法(MOMBE)が利用できる。エピタキシャル成長法により結晶成長させた層は、エピタキシャル層とも称される。積層は、具体的には以下のように行われる。n−InP基板1上に、n−InPクラッド層2、n−AlInAsクラッド層3、AlGaInAs−MQW活性層4、p−AlInAsクラッド層5、p−InPクラッド層6、および、p−InGaAsコンタクト層7をエピタキシャル成長法により積層させる。そして、p−InPクラッド層6およびp−InGaAsコンタクト層7をエッチングにより部分的に除去して、リッジ12を形成する。すなわちリッジ12は、p−InPクラッド層6およびp−InGaAsコンタクト層7により形成されている。その後、P−CVDあるいはスパッタおよびエッチングを行い、SiO2膜8を形成した後、蒸着によりP側電極9を積層する。その後、P側電極9およびN側電極10を形成する。形成された半導体レーザは、チップ分離溝13において分離される。
【0026】
p−InGaAsコンタクト層7上にSiO2膜8が設けられていないことから明らかなように、p−InGaAsコンタクト層7はP側電極9と電気的に接続されている。リッジ12を介して、P側電極9から、正孔が注入される。一方、N側電極10からは電子が注入される。その結果、半導体レーザ100は、活性層4において、正孔と電子とが結合することにより、光が生じる。
【0027】
実施の形態1によるリッジ導波型半導体レーザ100の特徴は、チップ分離溝13を、p−AlInAsクラッド層5が露出する深さまで形成したことにある。この構造は、チップ分離溝13の位置での、p−InPクラッド層6およびp−InGaAsコンタクト層7のエッチング時間を長くすればよい。
【0028】
従来の半導体レーザ180(図8)では、チップ分離溝13は、p−AlInAsクラッド層5までは達することはなく、p−AlInAsクラッド層5に積層されたp−InPクラッド層6が露出する深さまでしか形成されていなかった。そのため、従来はチップ分離溝13の深さはp−InGaAsコンタクト層8の厚さに相当する厚さ(約0.6μm)程度しかなかった。また、リッジ12の形成およびチップ分離溝13の形成は別々の工程で行う必要があったため、工程数が多かった。
【0029】
しかし、上述した本実施の形態の半導体レーザ100の構造によれば、リッジ12とチップ分離溝13とを同時に形成することが出来るので、工程数を減らすことができる。そして、従来のレーザよりもp−InPクラッド層6の厚さに相当する分(1.75μm)だけさらに深く、具体的には合計約2.3μmもの深さのチップ分離溝13が形成されている。このような深さのチップ分離溝13を設ける利点は以下のとおりである。
【0030】
図2は、リッジ導波型半導体レーザ100を、J−down組み立てにより組み立てた場合の断面図である。半導体レーザ100にJ−down組み立てを採用した場合、レーザ100が、活性層4側、すなわち、リッジ12側を下にして、半田材15を介してマウント材14に接着されている。
【0031】
本実施の形態によるリッジ導波型半導体レーザ100は、図2に示すように、半田材15が盛り上がった場合でも、半田材15がレーザチップ側面からp−AlInAsクラッド層5、活性層4等のエピタキシャル層に接触しにくい。チップ分離溝の深さが、従来の約0.6μmに対して、約2.3μmと深いからである。これにより、電流がリークしにくくなり、リーク不良の発生が抑えられる。
【0032】
図3は、製造ばらつきの例を示す半導体レーザ130の断面図である。通常は図2に示す半導体レーザ100のように製造されるが、チップ分離の際に、チップ分離溝13内のSiO2膜8が位置81において欠けている。そしてさらに、盛り上がった半田材15がp−AlInAsクラッド層5と接触している。
【0033】
従来、このような半導体レーザは、ショート不良やリーク不良の製品とされることが多かったが、本実施の形態による半導体レーザ130は、そのような不良は生じない。その理由は、p−AlInAsクラッド層5は、容易に酸化される材料(アルミニウム(Al))を含んでいるため、一旦空気中に露出すると酸化され、その結果酸化された部分のコンタクト抵抗が非常に高くなる。よって半田材15とp−AlInAsクラッド層5との接触部分からのリーク電流がなくなり、または、仮にリーク電流が流れても極めて小さく抑えられるからである。この結果、製品の歩留まりが大幅に向上する。
【0034】
(実施の形態2)
図4は、実施の形態2によるAlGaInAs/InP系リッジ導波型半導体レーザ140の斜視図である。半導体レーザ140は、半導体レーザ180(図8)に対して、新たに絶縁膜16を付加して構成されている。絶縁膜16は、例えば水ガラスである。その他の製造工程は、チップ分離溝13がp−AlInAsクラッド層5にまで到達しないようにエッチングする点を除くと、実施の形態1で説明した内容と実質的に同様である。なお実施の形態1の半導体レーザ100(図1)と同様に、チップ分離溝13の深さを、p−AlInAsクラッド層5に達するように構成してもよい。
【0035】
図5は、リッジ導波型半導体レーザ140を、J−down組み立てにより組み立てた場合の断面図である。従来のリッジ導波型半導体レーザ180(図8)は、レーザチップ側面に多層のエピタキシャル層がアンコートで露出している状態であった。しかし、本実施の形態による半導体レーザ140は、チップ側面を絶縁膜で覆っているので、図5に示すように、盛り上がった半田材15が、仮にチップ側面に接触しても、ショート不良や、リーク不良が発生することはない。
【0036】
(実施の形態3)
図6は、実施の形態3によるAlGaInAs/InP系リッジ導波型半導体レーザ160の斜視図である。半導体レーザ160は、半導体レーザ180(図8)のP側メッキ電極11に代えて、新たにエアーブリッジ型P側メッキ電極110を付加して構成されている。エアーブリッジ型P側メッキ電極110は、リッジ脇の溝の表面とは接することなく、離れた状態でその上方を覆っている。この電極110は、リッジ12と電極パッドとを電気的接続している。すなわち、実施の形態1と異なり、P側電極9は溝部分に設けられていない。また、チップ分離溝13についても、p−AlInAsクラッド層5にまで到達しないようにエッチングする。その他の製造工程は、実施の形態1で説明した内容と実質的に同様である。なお実施の形態1の半導体レーザ100(図1)と同様に、チップ分離溝13の深さを、p−AlInAsクラッド層5に達するように構成してもよい。
【0037】
図7は、リッジ導波型半導体レーザ160を、J−down組み立てにより組み立てた場合の断面図である。図から明らかなように、本実施の形態による半導体レーザ160では、半田材15がリッジ12脇の溝内に入り込まない。よって、半田材15と結晶材料の熱膨張係数の差に起因してリッジ12が受けるストレスを抑制できる。またエアーブリッジ型P側メッキ電極110は、従来のメッキ電極11(図8)よりも、積層方向に高くできるので、半田材15の盛り上がりに起因したショート不良やリーク電流の発生も防止できる。
【0038】
以上、本発明の実施の形態を説明した。実施の形態1〜3では、結晶材料がAlGaInAs/InPの場合について説明した。しかし、レーザがリッジ導波型構造であれば、他の結晶材料(例えば、AlGaInP/GaAs等)であってもよい。異なる材料であっても、上述したと同じ効果を奏する。
【0039】
【発明の効果】
本発明の半導体レーザによれば、チップ分離位置において、第3のクラッド層(p−InPクラッド層6)側から積層された方向に沿って形成された溝が、第2のクラッド層(p−AlInAsクラッド層5)に到達しているので、第3のクラッド層の厚さに相当する分だけ深い分離溝を形成できる。よって、J−down組み立てにより半導体レーザを組み立てた際に、半田材が盛り上がった場合でも、半田材が他の層に接触しにくくなる。よって、電流がリークしにくくなり、リーク不良の発生が抑えられる。
【0040】
第2のクラッド層(p−AlInAsクラッド層5)は、容易に酸化される材料(例えば、アルミニウム(Al))で形成されているので、チップ分離位置において形成された溝が、第2のクラッド層(p−AlInAsクラッド層5)に到達し空気中に露出された場合でも、酸化された部分のコンタクト抵抗が非常に高くなる。よって、その酸化された部分のリーク電流がなくなり、または、仮にリーク電流が流れても極めて小さく抑えられる。
【0041】
本発明のレーザによれば、リッジ構造の第3のクラッド層(リッジ12)と電気的に接続された電極が、リッジ脇の溝の表面から離れた状態で上方を覆っている。これにより、J−down組み立てにより半導体レーザを組み立てた際に、半田材がリッジ脇の溝内に入り込まない。よって、半田材と結晶材料の熱膨張係数の差に起因してリッジが受けるストレスを抑制できる。
【0042】
以上のように、本発明によるリッジ導波型半導体レーザにおいては、J−down組み立て時における半田材の盛り上がりに起因したショート不良やリーク電流の発生といった特性上の問題と、半田材と結晶材料の熱膨張係数の差によるストレスに起因した信頼性上の問題を解決できる。よって大幅な歩留まり向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1によるリッジ導波型半導体レーザの斜視図である。
【図2】リッジ導波型半導体レーザを、J−down組み立てにより組み立てた場合の断面図である。
【図3】製造ばらつきの例を示す半導体レーザの断面図である。
【図4】実施の形態2によるリッジ導波型半導体レーザの斜視図である。
【図5】リッジ導波型半導体レーザを、J−down組み立てにより組み立てた場合の断面図である。
【図6】実施の形態3によるリッジ導波型半導体レーザの斜視図である。
【図7】リッジ導波型半導体レーザを、J−down組み立てにより組み立てた場合の断面図である。
【図8】従来のリッジ導波型半導体レーザの斜視図である。
【図9】従来のリッジ導波型半導体レーザを、J−down組み立てにより組み立てたときの理想的な状態を示す断面図である。
【図10】J−down組み立てにより従来のリッジ導波型半導体レーザを製造したときの、第一の問題を説明する図である。
【図11】J−down組み立てにより従来のリッジ導波型半導体レーザを製造したときの、第二の問題を説明する図である。
【符号の説明】
1 n−InP基板、 2 n−InPクラッド層、 3 n−AlInAsクラッド層、 4 多重量子井戸活性層、 5 p−AlInAsクラッド層、 6 p−InPクラッド層、 7 p−InGaAsコンタクト層、 8 SiO2膜、 9 P側電極、 10 N側電極、11 P側メッキ電極、 12 リッジ、 13 チップ分離溝、 16 絶縁膜、 100、130、140、160 半導体レーザ、 110 エアーブリッジ型P側メッキ電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure capable of manufacturing a high-performance and highly reliable ridge waveguide semiconductor laser with good reproducibility and high yield, and a manufacturing technique thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, AlGaInAs / InP-based lasers having excellent temperature characteristics and excellent high-frequency characteristics have been attracting attention as semiconductor lasers for optical fiber communication. Also, as a semiconductor laser for information processing, an AlGaInP / GaAs-based laser having good temperature characteristics and excellent in high-output operation has attracted attention. In these semiconductor lasers, a ridge waveguide type structure having a small number of manufacturing steps is adopted in order to suppress the manufacturing cost.
[0003]
On the other hand, as one means for improving the temperature characteristics, a J-down assembly for assembling a semiconductor laser device (semiconductor laser chip) with the pn junction side down is known. The semiconductor laser chip having the ridge waveguide structure described above is manufactured by adopting the J-down assembly.
[0004]
FIG. 8 is a perspective view of a conventional AlGaInAs / InP ridge
[0005]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an ideal state when the above-described ridge
[0006]
As shown in the figure, when the J-down assembly is adopted for the ridge waveguide type semiconductor laser, the laser is bonded to the
[0007]
More specifically, there is a laser in which the entire epitaxial layer in the chip separation groove portion is bent in a concave shape to provide a step, and the surface layer is constituted by a cap layer (contact layer) (see Patent Document 1). Further, there is also known a laser in which solder is confined inside a spacer to prevent short-circuit failure due to swelling of the solder (see Patent Document 2).
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-58-142588 [Patent Document 2]
JP-A-5-110203
[Problems to be solved by the invention]
However, actually, when the J-down assembly is applied to the ridge waveguide semiconductor laser, the following problems are likely to occur.
[0010]
(1) Since the distance between the bonding surface with the
[0011]
(2) During chip separation, the insulating film in the separation groove is chipped and the solder material comes into contact with the epitaxial layer, which causes a leak current.
[0012]
(3) Since the
[0013]
Hereinafter, these problems will be described in more detail with reference to FIGS. As an example, an AlGaInAs / InP laser is used.
[0014]
FIG. 10 is a diagram illustrating a first problem when the conventional ridge waveguide semiconductor laser 180-1 is manufactured by J-down assembly. Originally, the surface of the semiconductor laser chip 180-1 other than the top of the
[0015]
Further, the raised
[0016]
The leak failure that causes a leak current may also occur in the ridge waveguide semiconductor laser 180-2 in FIG. FIG. 11 is a diagram for explaining a second problem when the conventional ridge waveguide semiconductor laser 180-2 is manufactured by J-down assembly. At the time of chip separation in the manufacturing process, the SiO 2
[0017]
Furthermore, when a ridge waveguide type semiconductor laser is manufactured by J-down assembly, there is a concern about reliability other than short-circuit failure and leak failure. Referring again to FIG. 9, the
[0018]
When the laser does not oscillate or a leak current occurs as described above, the laser element cannot be used in a product. Therefore, this is a factor that lowers the yield.
[0019]
An object of the present invention is to provide a laser structure capable of producing a ridge waveguide type semiconductor laser having a high yield and excellent temperature characteristics with good reproducibility.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor laser according to the present invention includes a first clad layer containing a first material, an active layer, a second clad layer containing the first material, and a second material different from the first material. And a third cladding layer having a ridge structure. In this laser, at the chip separation position of the semiconductor laser chip, a groove formed along the direction in which the semiconductor laser chip is stacked from the third clad layer side reaches the second clad layer. This achieves the above object.
[0021]
The first material is a material that is easily oxidized, for example, aluminum.
[0022]
A semiconductor laser according to the present invention includes an active layer, a first clad layer and a second clad layer sandwiching the active layer, and a third clad layer having a ridge structure laminated on the second clad layer. And a ridge waveguide type semiconductor laser comprising an electrode electrically connected to the third cladding layer. The laser electrode covers the upper side in a state separated from the surface of the groove beside the ridge. This achieves the above object.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Components having the same reference numerals are components having the same function.
[0024]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of an AlGaInAs / InP-based ridge
[0025]
The
[0026]
As is clear from the fact that the SiO 2 film 8 is not provided on the p-
[0027]
The feature of the ridge
[0028]
In the conventional semiconductor laser 180 (FIG. 8), the
[0029]
However, according to the structure of the
[0030]
FIG. 2 is a sectional view when the ridge
[0031]
As shown in FIG. 2, the ridge waveguide
[0032]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
[0033]
Conventionally, such a semiconductor laser is often used as a product having a short-circuit defect or a leak defect. However, such a defect does not occur in the
[0034]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a perspective view of an AlGaInAs / InP-based ridge
[0035]
FIG. 5 is a cross-sectional view when the ridge
[0036]
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a perspective view of an AlGaInAs / InP-based ridge
[0037]
FIG. 7 is a cross-sectional view when the ridge waveguide
[0038]
The embodiments of the present invention have been described above. In the first to third embodiments, the case where the crystal material is AlGaInAs / InP has been described. However, if the laser has a ridge waveguide structure, another crystal material (for example, AlGaInP / GaAs or the like) may be used. Even if different materials are used, the same effects as described above can be obtained.
[0039]
【The invention's effect】
According to the semiconductor laser of the present invention, at the chip separation position, the groove formed along the direction in which the third clad layer (p-InP clad layer 6) is laminated is formed in the second clad layer (p-InP clad layer 6). Since it reaches the AlInAs cladding layer 5), a separation groove deeper by the thickness corresponding to the thickness of the third cladding layer can be formed. Therefore, even when the solder material rises when the semiconductor laser is assembled by J-down assembly, it is difficult for the solder material to contact other layers. Therefore, current hardly leaks, and occurrence of leak failure is suppressed.
[0040]
Since the second clad layer (p-AlInAs clad layer 5) is formed of a material that is easily oxidized (for example, aluminum (Al)), the groove formed at the chip separation position is formed by the second clad layer. Even when reaching the layer (p-AlInAs clad layer 5) and being exposed to the air, the contact resistance of the oxidized portion becomes extremely high. Therefore, there is no leakage current in the oxidized portion, or even if leakage current flows, the leakage current can be extremely reduced.
[0041]
According to the laser of the present invention, the electrode electrically connected to the third cladding layer (ridge 12) of the ridge structure covers the upper side while being separated from the surface of the groove beside the ridge. Thus, when the semiconductor laser is assembled by J-down assembly, the solder material does not enter the groove beside the ridge. Therefore, the stress applied to the ridge due to the difference in thermal expansion coefficient between the solder material and the crystal material can be suppressed.
[0042]
As described above, in the ridge waveguide type semiconductor laser according to the present invention, there are characteristics problems such as short-circuit failure and generation of leakage current due to swelling of the solder material during J-down assembly, and the problem of the solder material and the crystal material. The reliability problem caused by the stress due to the difference in thermal expansion coefficient can be solved. Therefore, a significant improvement in yield can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a ridge waveguide semiconductor laser according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view when the ridge waveguide type semiconductor laser is assembled by J-down assembly.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor laser showing an example of manufacturing variations.
FIG. 4 is a perspective view of a ridge waveguide semiconductor laser according to a second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view when a ridge waveguide semiconductor laser is assembled by J-down assembly.
FIG. 6 is a perspective view of a ridge waveguide semiconductor laser according to a third embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view when a ridge waveguide semiconductor laser is assembled by J-down assembly.
FIG. 8 is a perspective view of a conventional ridge waveguide semiconductor laser.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an ideal state when a conventional ridge waveguide type semiconductor laser is assembled by J-down assembly.
FIG. 10 is a diagram illustrating a first problem when a conventional ridge waveguide semiconductor laser is manufactured by J-down assembly.
FIG. 11 is a diagram illustrating a second problem when a conventional ridge waveguide semiconductor laser is manufactured by J-down assembly.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 n-InP substrate, 2 n-InP cladding layer, 3 n-AlInAs cladding layer, 4 multiple quantum well active layer, 5 p-AlInAs cladding layer, 6 p-InP cladding layer, 7 p-InGaAs contact layer, 8 SiO 2 film, 9P side electrode, 10N side electrode, 11P side plating electrode, 12 ridge, 13 chip separation groove, 16 insulating film, 100, 130, 140, 160 semiconductor laser, 110 air bridge type P side plating electrode
Claims (4)
活性層と、
前記第1の材料を含む第2のクラッド層と、
前記第1の材料とは異なる第2の材料を含む、リッジ構造の第3のクラッド層と
が順に積層されて構成されたリッジ導波型の半導体レーザであって、
該半導体レーザのチップ分離位置において、前記第3のクラッド層側から積層された方向に沿って形成された溝が、前記第2のクラッド層に到達している半導体レーザ。A first cladding layer comprising a first material;
An active layer;
A second cladding layer containing the first material;
A ridge waveguide type semiconductor laser including a second cladding layer having a ridge structure and sequentially including a second material different from the first material,
A semiconductor laser in which a groove formed along a direction stacked from the third clad layer side reaches the second clad layer at a chip separation position of the semiconductor laser.
該活性層を挟む、第1のクラッド層および第2のクラッド層と、
該第2のクラッド層に積層された、リッジ構造の第3のクラッド層と、
該第3のクラッド層と電気的に接続された電極と
を備えたリッジ導波型の半導体レーザであって、
前記電極は、前記リッジ脇の溝の表面から離れた状態で上方を覆っている半導体レーザ。An active layer;
A first cladding layer and a second cladding layer sandwiching the active layer;
A third ridge-structured cladding layer laminated to the second cladding layer;
A ridge waveguide type semiconductor laser comprising the third cladding layer and an electrode electrically connected,
A semiconductor laser in which the electrode covers the upper side while being separated from the surface of the groove beside the ridge.
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