JPH07321396A - 半導体レーザーアレイ - Google Patents
半導体レーザーアレイInfo
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- JPH07321396A JPH07321396A JP6111056A JP11105694A JPH07321396A JP H07321396 A JPH07321396 A JP H07321396A JP 6111056 A JP6111056 A JP 6111056A JP 11105694 A JP11105694 A JP 11105694A JP H07321396 A JPH07321396 A JP H07321396A
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- laser array
- reflecting mirror
- semiconductor
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02255—Out-coupling of light using beam deflecting elements
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各々のレーザー間における電気的及び熱的ク
ロストークが非常に少ない半導体レーザーアレイを提供
すること。 【構成】 水平方向キャビティーを有する半導体レーザ
ーとこの半導体レーザーから出射されるレーザー光をあ
る特定の方向に反射することが可能な外部傾斜反射鏡
７，８，１１，１２とを半導体基板上にモノリシックに
集積した半導体レーザーアレイにおいて、外部傾斜反射
鏡７，８，１１，１２は互いに近接して設置されてお
り、かつ、隣り合った水平方向キャビティー間の距離が
前記外部傾斜反射鏡７，８，１１，１２より遠ざかるつ
れて大きくなるように配置されていることを特徴とする
半導体レーザーアレイ。
ロストークが非常に少ない半導体レーザーアレイを提供
すること。 【構成】 水平方向キャビティーを有する半導体レーザ
ーとこの半導体レーザーから出射されるレーザー光をあ
る特定の方向に反射することが可能な外部傾斜反射鏡
７，８，１１，１２とを半導体基板上にモノリシックに
集積した半導体レーザーアレイにおいて、外部傾斜反射
鏡７，８，１１，１２は互いに近接して設置されてお
り、かつ、隣り合った水平方向キャビティー間の距離が
前記外部傾斜反射鏡７，８，１１，１２より遠ざかるつ
れて大きくなるように配置されていることを特徴とする
半導体レーザーアレイ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信、光計測、光
コンピューティング、また、光ディスクや感光体に情報
や潜像を書きこむための光源として用いられる外部傾斜
反射鏡を有する面発光型半導体レーザーアレイに関す
る。
コンピューティング、また、光ディスクや感光体に情報
や潜像を書きこむための光源として用いられる外部傾斜
反射鏡を有する面発光型半導体レーザーアレイに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】面発光型レーザーは、レーザー光を半導
体基板面に対して垂直に取出すことが可能であることか
ら、２次元アレイ化が容易であり、並列光伝送、電子集
積回路間結合、並列情報処理、画像処理等のシステムを
構築する上で非常に有用な素子となる。
体基板面に対して垂直に取出すことが可能であることか
ら、２次元アレイ化が容易であり、並列光伝送、電子集
積回路間結合、並列情報処理、画像処理等のシステムを
構築する上で非常に有用な素子となる。
【０００３】現在、研究開発がなされている面発光型半
導体レーザーには、（１）垂直方向キャビティー型のも
の、（２）水平方向キャビティーと４５°傾斜反射鏡を
組み合わせた形式のもの、（３）水平方向キャビティー
とブラッグ反射（ＤＢＲ：ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒ
ａｇｇ Ｒｅｆｒｅｃｔｏｒ）型の３つが挙げられる。
導体レーザーには、（１）垂直方向キャビティー型のも
の、（２）水平方向キャビティーと４５°傾斜反射鏡を
組み合わせた形式のもの、（３）水平方向キャビティー
とブラッグ反射（ＤＢＲ：ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒ
ａｇｇ Ｒｅｆｒｅｃｔｏｒ）型の３つが挙げられる。
【０００４】このうち、水平方向キャビティーを有する
半導体レーザーと４５°外部傾斜反射鏡とを半導体基板
上にモノリシックに集積した面発光型レーザーは、特開
昭６１−２９０７８８号公報、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ ＬｅｔｔｅｒｓＶｏｌ．３１，Ｎｏ．８（１
９７７），ｐ．５２４、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．２（１９８
５），ｐ．１１５−１１７、米国特許第４，７１８，０
７０号、米国特許第４，９９０，４６５号、米国特許第
４，７８４，７２２号、米国特許第４，９３５，９３９
号等に記載されているものが知られている。
半導体レーザーと４５°外部傾斜反射鏡とを半導体基板
上にモノリシックに集積した面発光型レーザーは、特開
昭６１−２９０７８８号公報、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ ＬｅｔｔｅｒｓＶｏｌ．３１，Ｎｏ．８（１
９７７），ｐ．５２４、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．２（１９８
５），ｐ．１１５−１１７、米国特許第４，７１８，０
７０号、米国特許第４，９９０，４６５号、米国特許第
４，７８４，７２２号、米国特許第４，９３５，９３９
号等に記載されているものが知られている。
【０００５】図１０は、上記特開昭６１−２９０７８８
号公報に記載の、水平方向キャビティーを有する半導体
レーザー３５と４５°外部傾斜反射鏡３６とを半導体基
板上にモノリシックに集積した面発光型レーザーの概略
斜視図である。
号公報に記載の、水平方向キャビティーを有する半導体
レーザー３５と４５°外部傾斜反射鏡３６とを半導体基
板上にモノリシックに集積した面発光型レーザーの概略
斜視図である。
【０００６】面発光型半導体レーザーの特徴は、（１）
の垂直方向キャビティー型面発光型半導体レーザー（例
えば、電子通信学会技術研究報告ＯＱＥ８４−９，１９
８４参照）に比べ高光出力である特徴を有するため、長
距離光通信のみならず光ディスクに情報を書き込む光源
として、また、感光体ドラム等への潜像書き込み用光源
として利用できる。
の垂直方向キャビティー型面発光型半導体レーザー（例
えば、電子通信学会技術研究報告ＯＱＥ８４−９，１９
８４参照）に比べ高光出力である特徴を有するため、長
距離光通信のみならず光ディスクに情報を書き込む光源
として、また、感光体ドラム等への潜像書き込み用光源
として利用できる。
【０００７】この面発光型半導体レーザーを光ディス
ク、または、感光体ドラム等への潜像書き込み用光源と
して利用する場合には、書き込み密度を高めるため、或
いは、書き込み時間を短縮するため、図１１（ａ），
（ｂ）で示すように、共通の基板上に複数のストライプ
電極３５を互いに平行に形成し、面発光型半導体レーザ
ーを半導体基板面内に、アレイ状に、かつ、隣り合った
レーザー同士の間隔３７が数十ミクロンと狭くなるよう
に配列し、マルチビーム半導体レーザーとして利用する
ことが行われている。
ク、または、感光体ドラム等への潜像書き込み用光源と
して利用する場合には、書き込み密度を高めるため、或
いは、書き込み時間を短縮するため、図１１（ａ），
（ｂ）で示すように、共通の基板上に複数のストライプ
電極３５を互いに平行に形成し、面発光型半導体レーザ
ーを半導体基板面内に、アレイ状に、かつ、隣り合った
レーザー同士の間隔３７が数十ミクロンと狭くなるよう
に配列し、マルチビーム半導体レーザーとして利用する
ことが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
ストライプ電極３５が同一方向になるように集積された
面発光型半導体レーザーで、かつ、隣り合ったストライ
プ電極同士の間隔３７が数十ミクロンと狭い面発光型半
導体レーザーでは、以下で示す問題が生じる。
ストライプ電極３５が同一方向になるように集積された
面発光型半導体レーザーで、かつ、隣り合ったストライ
プ電極同士の間隔３７が数十ミクロンと狭い面発光型半
導体レーザーでは、以下で示す問題が生じる。
【０００９】一つは、クロストークの問題である。すな
わち、或る半導体レーザーに注入された電流の一部が隣
りの半導体レーザーに注入され、隣りの半導体レーザー
の光出力を意図せずに上げてしまう電気的クロストーク
が存在し、また、或る半導体レーザーが発振している時
に発生した熱が隣りの半導体レーザーに伝導し、隣りの
半導体レーザーの光出力を意図せずに下げてしまう熱的
クロストークが存在する。これらのクロストークは、マ
ルチビーム半導体レーザーを独立に駆動させるためには
極力抑える必要がある。
わち、或る半導体レーザーに注入された電流の一部が隣
りの半導体レーザーに注入され、隣りの半導体レーザー
の光出力を意図せずに上げてしまう電気的クロストーク
が存在し、また、或る半導体レーザーが発振している時
に発生した熱が隣りの半導体レーザーに伝導し、隣りの
半導体レーザーの光出力を意図せずに下げてしまう熱的
クロストークが存在する。これらのクロストークは、マ
ルチビーム半導体レーザーを独立に駆動させるためには
極力抑える必要がある。
【００１０】二つめは、マルチビーム半導体レーザー上
に多数のボンデイングパッドを形成する際の製造上の問
題である。半導体レーザーにおいては、ストライプ電極
からリード線を引き出すために半導体レーザーの表面
に、ストライプ電極に対して電気的に接続されたボンデ
イングパッドを形成する必要がある。このボンデイング
パッドとしては、たとえば、１００μｍ×１００μｍの
面積を必要とする。通常のシングルビーム半導体レーザ
ーの場合には、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、半
導体レーザー３８に形成されるストライプ電極４０は１
本のみであるので、半導体レーザー３８の絶縁膜４１上
に１００μｍ×１００μｍ程度のボンデイングパッド３
９を形成することに問題はない。
に多数のボンデイングパッドを形成する際の製造上の問
題である。半導体レーザーにおいては、ストライプ電極
からリード線を引き出すために半導体レーザーの表面
に、ストライプ電極に対して電気的に接続されたボンデ
イングパッドを形成する必要がある。このボンデイング
パッドとしては、たとえば、１００μｍ×１００μｍの
面積を必要とする。通常のシングルビーム半導体レーザ
ーの場合には、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、半
導体レーザー３８に形成されるストライプ電極４０は１
本のみであるので、半導体レーザー３８の絶縁膜４１上
に１００μｍ×１００μｍ程度のボンデイングパッド３
９を形成することに問題はない。
【００１１】ところが、マルチビーム半導体レーザー上
においては、多数の平行に配置されたストライプ電極が
数十ミクロンという狭い間隔で近接して配置されている
ので、図１２に示すような１００μｍ×１００μｍの大
きさを持つボンデイングパッド３９をそれぞれのストラ
イプ電極４０に直接作り付けることが不可能であるとい
う問題がある。
においては、多数の平行に配置されたストライプ電極が
数十ミクロンという狭い間隔で近接して配置されている
ので、図１２に示すような１００μｍ×１００μｍの大
きさを持つボンデイングパッド３９をそれぞれのストラ
イプ電極４０に直接作り付けることが不可能であるとい
う問題がある。
【００１２】後者のボンデイングパッドを形成する面積
が確保できないという問題に対する解決手段としては、
図１３で示すように、ボンデイングパッド４１をストラ
イプ電極４２から離れたところに付設し、面発光型半導
体レーザー上での引き回し配線４３によりボンデイング
パッド４１とストライプ電極４２を結線した構造（特開
平２−３９５８３号公報、特開平２−２３７１８６号公
報参照）や、図１４で示すように、ストライプ電極４５
の上にＳｉＯ2 等の絶縁膜４６を着膜し、この絶縁膜４
６上にストライプ電極４７のボンデイングパッド４８を
設ける多層配線構造などが知られている。
が確保できないという問題に対する解決手段としては、
図１３で示すように、ボンデイングパッド４１をストラ
イプ電極４２から離れたところに付設し、面発光型半導
体レーザー上での引き回し配線４３によりボンデイング
パッド４１とストライプ電極４２を結線した構造（特開
平２−３９５８３号公報、特開平２−２３７１８６号公
報参照）や、図１４で示すように、ストライプ電極４５
の上にＳｉＯ2 等の絶縁膜４６を着膜し、この絶縁膜４
６上にストライプ電極４７のボンデイングパッド４８を
設ける多層配線構造などが知られている。
【００１３】しかし、図１３で示した構造では、外側の
ストライプの延長上にある活性領域４４の上部を引き回
し配線４３が横切るため、この引き回し配線４３に印加
される電圧によって活性領域４４に形成される空乏層領
域が変化するため、活性層に注入された電流プロファイ
ルが変化し、その結果、光出力の変動が生じるという不
都合がある。また、図１４で示す構造では、製造プロセ
スが複雑かつ工程数が著しく増えるという欠点を有する
ばかりでなく、ＳｉＯ2 などの絶縁膜を熱膨張係数の異
なるＧａＡｓ上に積層するため、電極の熱処理時にＧａ
Ａｓを含む半導体レーザー縦構造に応力がかかり転位の
発生を誘起し、デバイスに損傷を与えてしまうという問
題がある。
ストライプの延長上にある活性領域４４の上部を引き回
し配線４３が横切るため、この引き回し配線４３に印加
される電圧によって活性領域４４に形成される空乏層領
域が変化するため、活性層に注入された電流プロファイ
ルが変化し、その結果、光出力の変動が生じるという不
都合がある。また、図１４で示す構造では、製造プロセ
スが複雑かつ工程数が著しく増えるという欠点を有する
ばかりでなく、ＳｉＯ2 などの絶縁膜を熱膨張係数の異
なるＧａＡｓ上に積層するため、電極の熱処理時にＧａ
Ａｓを含む半導体レーザー縦構造に応力がかかり転位の
発生を誘起し、デバイスに損傷を与えてしまうという問
題がある。
【００１４】一方、外部傾斜反射鏡の反射面の製造方法
には、ウエットエッチングを用いた４５°反射面の製造
方法（渋谷他：「化学エッチングによるキャビティ端面
を有するＢＴＲＳ型ＧａＡｌＡｓ半導体レーザの室温連
続発振」，電子通信学会技術研究報告ＥＤ８４−９５，
１９８４，ｐｐ．７５−８１参照）と、ウエットエッチ
ングとアニールを組み合せたマストランスポート（ｍａ
ｓｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）法（Ｚ．Ｌ．Ｌｉａｕ他：
「Ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＧａＩｎＡｓＰ
／ＩｎＰ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｔｈｒｅｓ
ｈｏｌｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｃｙ」，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒ，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．２，（１９８
５），ｐｐ．１１５参照）がある。
には、ウエットエッチングを用いた４５°反射面の製造
方法（渋谷他：「化学エッチングによるキャビティ端面
を有するＢＴＲＳ型ＧａＡｌＡｓ半導体レーザの室温連
続発振」，電子通信学会技術研究報告ＥＤ８４−９５，
１９８４，ｐｐ．７５−８１参照）と、ウエットエッチ
ングとアニールを組み合せたマストランスポート（ｍａ
ｓｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）法（Ｚ．Ｌ．Ｌｉａｕ他：
「Ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＧａＩｎＡｓＰ
／ＩｎＰ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｔｈｒｅｓ
ｈｏｌｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｃｙ」，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒ，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．２，（１９８
５），ｐｐ．１１５参照）がある。
【００１５】前者のウエットエッチングを用いた４５°
反射面の製造方法には、ＡｌＧａＡｓのエッチングされ
る角度が面方位依存性を有することを利用して４５°反
射面を形成するため、面発光型半導体レーザーのストラ
イプの伸びる方向が＜０１１＞方向にしかとれない制約
を受ける。また、後者のマストランスポート法によって
反射面を製造する場合、その対面にあるレーザー端面を
半導体基板（１００）面に対し垂直に切り立たせるた
め、面発光型半導体レーザーのストライプの伸びる方向
が＜０１１＞方向にしかとれないという制約を受ける。
反射面の製造方法には、ＡｌＧａＡｓのエッチングされ
る角度が面方位依存性を有することを利用して４５°反
射面を形成するため、面発光型半導体レーザーのストラ
イプの伸びる方向が＜０１１＞方向にしかとれない制約
を受ける。また、後者のマストランスポート法によって
反射面を製造する場合、その対面にあるレーザー端面を
半導体基板（１００）面に対し垂直に切り立たせるた
め、面発光型半導体レーザーのストライプの伸びる方向
が＜０１１＞方向にしかとれないという制約を受ける。
【００１６】上述した理由により、上記文献に記載の方
法では、半導体基板上に面発光型半導体レーザーを自由
に配列させることが不可能であるという問題がある。
法では、半導体基板上に面発光型半導体レーザーを自由
に配列させることが不可能であるという問題がある。
【００１７】そこで、本発明の目的は、水平方向キャビ
ティーと外部傾斜反射鏡を有する半導体レーザーの半導
体基板上での配列の自由度を容易に広げることの可能な
プロセスを採用し、隣り合った半導体レーザーのストラ
イプ間の距離を広くとりつつ、外部傾斜反射鏡の設置す
る間隔のみを十数μｍと狭くすることで各々のレーザー
間における電気的及び熱的クロストークが非常に少ない
半導体レーザーアレイを提供することにある。
ティーと外部傾斜反射鏡を有する半導体レーザーの半導
体基板上での配列の自由度を容易に広げることの可能な
プロセスを採用し、隣り合った半導体レーザーのストラ
イプ間の距離を広くとりつつ、外部傾斜反射鏡の設置す
る間隔のみを十数μｍと狭くすることで各々のレーザー
間における電気的及び熱的クロストークが非常に少ない
半導体レーザーアレイを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、水
平方向キャビティー有する半導体レーザーと該半導体レ
ーザーから出射されるレーザー光をある特定の方向に反
射することが可能な外部傾斜反射鏡とを半導体基板上に
モノリシックに集積した半導体レーザーアレイであっ
て、該外部傾斜反射鏡は互いに近接して設置されてお
り、かつ、隣り合った水平方向キャビティー間の距離が
該外部傾斜反射鏡より遠ざかるつれて大きくなるように
配置されていることを特徴とする半導体レーザーアレイ
である。
平方向キャビティー有する半導体レーザーと該半導体レ
ーザーから出射されるレーザー光をある特定の方向に反
射することが可能な外部傾斜反射鏡とを半導体基板上に
モノリシックに集積した半導体レーザーアレイであっ
て、該外部傾斜反射鏡は互いに近接して設置されてお
り、かつ、隣り合った水平方向キャビティー間の距離が
該外部傾斜反射鏡より遠ざかるつれて大きくなるように
配置されていることを特徴とする半導体レーザーアレイ
である。
【００１９】このように隣り合ったキャビティーの伸び
る方向が少なくとも１組は単一にならないよう、また、
レーザー光の出射口は近接していてもキャビティーは互
いに近接しないような配置にすることが上記クロストー
クの課題を解決するための手段である。また、上記の水
平方向キャビティーと外部傾斜反射鏡を半導体基板面内
で自由に配置させるためには、半導体基板面内で自由な
方向のエッチングが可能なドライエッチング技術とマス
トランスポートを起こさせるアニーリングの組合せを用
いて作製することである。
る方向が少なくとも１組は単一にならないよう、また、
レーザー光の出射口は近接していてもキャビティーは互
いに近接しないような配置にすることが上記クロストー
クの課題を解決するための手段である。また、上記の水
平方向キャビティーと外部傾斜反射鏡を半導体基板面内
で自由に配置させるためには、半導体基板面内で自由な
方向のエッチングが可能なドライエッチング技術とマス
トランスポートを起こさせるアニーリングの組合せを用
いて作製することである。
【００２０】
【作用】本発明によれば、キャビティー、外部傾斜反射
鏡、エッチング端面が半導体基板面内で面方位にとらわ
れず任意の配置で形成できる。その結果、ビーム間隔が
十数μｍと狭い半導体レーザーにおいても、外部傾斜反
射鏡を近接させるのみで相隣り合ったキャビティー間の
距離を充分に大きくとれる配置、すなわちキャビティー
の放射状配置が可能となる。したがって、クロストーク
の無い独立駆動可能なマルチビーム半導体レーザーを実
現することが可能となる。また、このキャビティーの放
射状配置は、電極ボンディングパッドを直接ストライプ
電極に付設しうる場所も半導体基板上に確保できる。
鏡、エッチング端面が半導体基板面内で面方位にとらわ
れず任意の配置で形成できる。その結果、ビーム間隔が
十数μｍと狭い半導体レーザーにおいても、外部傾斜反
射鏡を近接させるのみで相隣り合ったキャビティー間の
距離を充分に大きくとれる配置、すなわちキャビティー
の放射状配置が可能となる。したがって、クロストーク
の無い独立駆動可能なマルチビーム半導体レーザーを実
現することが可能となる。また、このキャビティーの放
射状配置は、電極ボンディングパッドを直接ストライプ
電極に付設しうる場所も半導体基板上に確保できる。
【００２１】
【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明
を具体的に説明する。
を具体的に説明する。
【００２２】〔第１実施例〕図１は、本発明による水平
方向キャビティーと外部傾斜反射鏡とを半導体基板上に
モノリシックに集積した面発光型４本ビーム半導体レー
ザーの斜視図である。なお、ここでは外部傾斜反射鏡部
分の構造を中心にして説明する。
方向キャビティーと外部傾斜反射鏡とを半導体基板上に
モノリシックに集積した面発光型４本ビーム半導体レー
ザーの斜視図である。なお、ここでは外部傾斜反射鏡部
分の構造を中心にして説明する。
【００２３】半導体レーザーは、基板２０上に、バッフ
ァ層２１、クラッド層２２、活性層２３、クラッド層２
４、コンタクト層２５、絶縁層１９を順次積層し、コン
タクト層２５上にストライプ電極１，２，３，４を形成
し、絶縁層１９上にストライプ電極１，２，３，４と電
気的に接続されたボンディングパッド１５，１６，１
７，１８を形成することにより構成されている。
ァ層２１、クラッド層２２、活性層２３、クラッド層２
４、コンタクト層２５、絶縁層１９を順次積層し、コン
タクト層２５上にストライプ電極１，２，３，４を形成
し、絶縁層１９上にストライプ電極１，２，３，４と電
気的に接続されたボンディングパッド１５，１６，１
７，１８を形成することにより構成されている。
【００２４】基板２０の＜０１１＞方向のストライプ電
極１，３を同一軸上に２対配置し、その２対のストライ
プ電極の向かい合う端部に反応性イオンエッチング等の
ドライエッチング技術により各々の端面５，６が形成さ
れている。この端面５，６より出射されたレーザービー
ムは、各々＜√２ １ １＞方向を法線とする面を一部
に有する外部傾斜反射鏡８と、＜√２ −１ −１＞方
向を法線とする面を一部に有する外部傾斜反射鏡７によ
り、半導体基板に垂直で半導体基板とは反対方向に反射
されレーザービーム９，１０が出力される。さらに上記
２対の外部傾斜反射鏡７と反射鏡８の間、かつ、上記２
対の外部傾斜反射鏡７，８が配置されている＜０１１＞
と同一軸上に、＜√２ １ −１＞方向を法線とする面
を一部に有する外部傾斜反射鏡１２と、＜√２ −１
１＞方向を法線とする面を一部に有する外部傾斜反射鏡
１１を作製し、＜０１１＞方向の２つのストライプ電極
２，４から出射されたレーザービームが、＜√２ １
−１＞方向を法線とする面を一部に有する外部傾斜反射
鏡１２と、＜√２ −１ １＞方向を法線とする面を一
部に有する外部傾斜反射鏡１１により、それぞれ半導体
基板に垂直で半導体基板とは反対方向に反射されてレー
ザービーム１３，１４を出力する構造をとる。
極１，３を同一軸上に２対配置し、その２対のストライ
プ電極の向かい合う端部に反応性イオンエッチング等の
ドライエッチング技術により各々の端面５，６が形成さ
れている。この端面５，６より出射されたレーザービー
ムは、各々＜√２ １ １＞方向を法線とする面を一部
に有する外部傾斜反射鏡８と、＜√２ −１ −１＞方
向を法線とする面を一部に有する外部傾斜反射鏡７によ
り、半導体基板に垂直で半導体基板とは反対方向に反射
されレーザービーム９，１０が出力される。さらに上記
２対の外部傾斜反射鏡７と反射鏡８の間、かつ、上記２
対の外部傾斜反射鏡７，８が配置されている＜０１１＞
と同一軸上に、＜√２ １ −１＞方向を法線とする面
を一部に有する外部傾斜反射鏡１２と、＜√２ −１
１＞方向を法線とする面を一部に有する外部傾斜反射鏡
１１を作製し、＜０１１＞方向の２つのストライプ電極
２，４から出射されたレーザービームが、＜√２ １
−１＞方向を法線とする面を一部に有する外部傾斜反射
鏡１２と、＜√２ −１ １＞方向を法線とする面を一
部に有する外部傾斜反射鏡１１により、それぞれ半導体
基板に垂直で半導体基板とは反対方向に反射されてレー
ザービーム１３，１４を出力する構造をとる。
【００２５】上記方向に反射された４つのレーザービー
ム９，１０，１３，１４は、結果的に＜０１１＞方向の
２対のストライプ電極の同一軸上に出射口を４つ有する
４本マルチビーム半導体レーザーとなる。
ム９，１０，１３，１４は、結果的に＜０１１＞方向の
２対のストライプ電極の同一軸上に出射口を４つ有する
４本マルチビーム半導体レーザーとなる。
【００２６】図２は、図１に示す面発光型４本ビーム半
導体レーザーの外部傾斜反射鏡８部分の拡大斜視図であ
る。外部傾斜反射鏡８は四角形状穴部Ｇ内に形成されて
おり、外部傾斜反射鏡８とレーザー光放射端面６を内壁
とし、その両脇は側壁Ｇ１，Ｇ２で囲まれている。
導体レーザーの外部傾斜反射鏡８部分の拡大斜視図であ
る。外部傾斜反射鏡８は四角形状穴部Ｇ内に形成されて
おり、外部傾斜反射鏡８とレーザー光放射端面６を内壁
とし、その両脇は側壁Ｇ１，Ｇ２で囲まれている。
【００２７】上述した構成を有する４本マルチビーム半
導体レーザーにおいては、ビーム間隔を狭めるには、ス
トライプ電極１，２，３，４を互いに近づけることな
く、外部傾斜反射鏡７，８，１１，１２の位置を近接さ
せるだけでよい。さらに、１つの半導体レーザーの隣り
の半導体レーザーのストライプ電極は、図１に示すよう
に、互いに平行ではなく、且つ、かつ近接した位置にも
ないので、電気的クロストーク及び熱的クロストークは
無視できるほど小さい。
導体レーザーにおいては、ビーム間隔を狭めるには、ス
トライプ電極１，２，３，４を互いに近づけることな
く、外部傾斜反射鏡７，８，１１，１２の位置を近接さ
せるだけでよい。さらに、１つの半導体レーザーの隣り
の半導体レーザーのストライプ電極は、図１に示すよう
に、互いに平行ではなく、且つ、かつ近接した位置にも
ないので、電気的クロストーク及び熱的クロストークは
無視できるほど小さい。
【００２８】なお、上記＜０１１＞と＜０１１＞のスト
ライプ電極は、互いに逆としても良い。また、１００μ
ｍ×１００μｍのボンディングパッド１５，１６，１
７，１８は、ＳｉＯ2 などの絶縁膜１９を介して直接ス
トライプ電極１，２，３，４に付設できるので、引き回
し配線等は不要である。
ライプ電極は、互いに逆としても良い。また、１００μ
ｍ×１００μｍのボンディングパッド１５，１６，１
７，１８は、ＳｉＯ2 などの絶縁膜１９を介して直接ス
トライプ電極１，２，３，４に付設できるので、引き回
し配線等は不要である。
【００２９】次に、上記した半導体レーザーの外部傾斜
反射鏡の製造方法について述べる。図２に本発明の面発
光型半導体レーザーの作製プロセスを簡略化して示す。
レーザーの縦構造は、ｎ−ＩｎＰ基板２０に化学ビーム
蒸着法（ＣＢＥ）、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）
や液相成長法（ＬＰＥ）などで、ｎ−ＩｎＰバッファ層
２１、ｎ−ＩｎＰクラッド層２２、ＧａＩｎＡｓＰ活性
層２３、ｐ−ＩｎＰクラッド層２４、ｐ+ −ＩｎＰコン
タクト層２５を順次積層したものである。
反射鏡の製造方法について述べる。図２に本発明の面発
光型半導体レーザーの作製プロセスを簡略化して示す。
レーザーの縦構造は、ｎ−ＩｎＰ基板２０に化学ビーム
蒸着法（ＣＢＥ）、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）
や液相成長法（ＬＰＥ）などで、ｎ−ＩｎＰバッファ層
２１、ｎ−ＩｎＰクラッド層２２、ＧａＩｎＡｓＰ活性
層２３、ｐ−ＩｎＰクラッド層２４、ｐ+ −ＩｎＰコン
タクト層２５を順次積層したものである。
【００３０】また、各々の半導体レーザーの横方向の構
造は、特開平２−２３７１８６号公報に記載のＳｉ不純
物拡散を用いる埋め込み構造であったり、Ｊｏｕｒｎａ
ｌｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．５
１ Ｎｏ．８ （１９８０） Ｐ．４５３９に記載のＦ
ＩＧ．１のような再成長を巧みに利用して埋め込んだ狭
ストライプ構造をとっても、あるいは、ＧａＡｌＩｎＰ
系の赤色半導体レーザーの場合、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ
Ｓ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１４（１９
９２），Ｐ．１３２９に記載のリッジストライプ型埋め
こみ構造であっても良い。この場合のリッジストライプ
のエッチングは、エッチング形状に面方位依存性のない
ドライエッチングで行う。次に、通常のフォトリソグラ
フィーで図３（ａ）及び図４（ａ）のようにエッチング
マスク２６を形成し、Ｃｌ2 ：Ｏ2 、または、ＣＨ4 ／
Ｈ2 ／Ａｒをエッチングガスとした反応性イオンエッチ
ング等を用いて図３（ｂ）及び図４（ｂ）のようにエッ
チングする。次に、一旦、エッチングマスク２６を剥離
してから、再びフォトリソグラフィーにより図３（ｃ）
及び図４（ｃ）のようにＳｉＮX などのエッチングマス
ク２７を付着させ、Ｃｌ2 ：Ｏ2 をエッチングガスとし
た反応性イオンエッチングで図３（ｃ）の網点部分２８
をエッチングする。次に、エッチングマスク２７を剥離
すると、図３（ｄ）及び図４（ｄ）のように２段階段２
９とレーザー端面３０が形成される。次に、上記２段階
段２９とレーザー端面３０を有する図３（ｄ）及び図４
（ｄ）に示される構造の全体を石英管に燐と共に封入
し、または、ＭＯＣＶＤの反応管に挿入しＰＨ3 （ホス
フィン）雰囲気中で、６７０°Ｃ以上の温度で３０分程
度加熱する。すると、図３（ｄ）及び図４（ｄ）で示し
た２段の階段２９は、ｎ−ＩｎＰクラッド層２２、ｐ−
ＩｎＰクラッド層２４、ｐ+ −ＩｎＰコンタクト層２５
よりマストランスポートしたＩｎＰにより埋めこまれ、
図３（ｅ）及び図４（ｅ）のように外部傾斜反射鏡３１
となる。
造は、特開平２−２３７１８６号公報に記載のＳｉ不純
物拡散を用いる埋め込み構造であったり、Ｊｏｕｒｎａ
ｌｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．５
１ Ｎｏ．８ （１９８０） Ｐ．４５３９に記載のＦ
ＩＧ．１のような再成長を巧みに利用して埋め込んだ狭
ストライプ構造をとっても、あるいは、ＧａＡｌＩｎＰ
系の赤色半導体レーザーの場合、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ
Ｓ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１４（１９
９２），Ｐ．１３２９に記載のリッジストライプ型埋め
こみ構造であっても良い。この場合のリッジストライプ
のエッチングは、エッチング形状に面方位依存性のない
ドライエッチングで行う。次に、通常のフォトリソグラ
フィーで図３（ａ）及び図４（ａ）のようにエッチング
マスク２６を形成し、Ｃｌ2 ：Ｏ2 、または、ＣＨ4 ／
Ｈ2 ／Ａｒをエッチングガスとした反応性イオンエッチ
ング等を用いて図３（ｂ）及び図４（ｂ）のようにエッ
チングする。次に、一旦、エッチングマスク２６を剥離
してから、再びフォトリソグラフィーにより図３（ｃ）
及び図４（ｃ）のようにＳｉＮX などのエッチングマス
ク２７を付着させ、Ｃｌ2 ：Ｏ2 をエッチングガスとし
た反応性イオンエッチングで図３（ｃ）の網点部分２８
をエッチングする。次に、エッチングマスク２７を剥離
すると、図３（ｄ）及び図４（ｄ）のように２段階段２
９とレーザー端面３０が形成される。次に、上記２段階
段２９とレーザー端面３０を有する図３（ｄ）及び図４
（ｄ）に示される構造の全体を石英管に燐と共に封入
し、または、ＭＯＣＶＤの反応管に挿入しＰＨ3 （ホス
フィン）雰囲気中で、６７０°Ｃ以上の温度で３０分程
度加熱する。すると、図３（ｄ）及び図４（ｄ）で示し
た２段の階段２９は、ｎ−ＩｎＰクラッド層２２、ｐ−
ＩｎＰクラッド層２４、ｐ+ −ＩｎＰコンタクト層２５
よりマストランスポートしたＩｎＰにより埋めこまれ、
図３（ｅ）及び図４（ｅ）のように外部傾斜反射鏡３１
となる。
【００３１】上述した外部傾斜反射鏡の製造プロセスに
おいて、反応性イオンエッチング等のドライエッチング
を用いる理由は、ストライプの方位によらず常に同じ形
状の階段を作製するためである。また、ドライエッチン
グは、使用基板の面方位にも依存しないので（１００）
丁度の基板でなく、オフ基板にもこの技術が適用でき
る。これに対してウエットエッチングでは、エッチング
された形状が方位に依存するので、方位によって外部傾
斜反射鏡３１の反射面の形状が異なり、精度良く複数の
レーザービームを半導体基板垂直上面方向に出射させる
ことが不可能となる。また、この実施例では、２段の階
段状にエッチングを行ったが、所望の反射面を有する反
射鏡を得るために階段の数は２段に限らない。
おいて、反応性イオンエッチング等のドライエッチング
を用いる理由は、ストライプの方位によらず常に同じ形
状の階段を作製するためである。また、ドライエッチン
グは、使用基板の面方位にも依存しないので（１００）
丁度の基板でなく、オフ基板にもこの技術が適用でき
る。これに対してウエットエッチングでは、エッチング
された形状が方位に依存するので、方位によって外部傾
斜反射鏡３１の反射面の形状が異なり、精度良く複数の
レーザービームを半導体基板垂直上面方向に出射させる
ことが不可能となる。また、この実施例では、２段の階
段状にエッチングを行ったが、所望の反射面を有する反
射鏡を得るために階段の数は２段に限らない。
【００３２】次に、ＳｉＯ2 やＳｉＮｘ等の絶縁膜３２
を、図５（ａ）のように半導体レーザーのコンタクト層
２５全面および外部傾斜反射鏡８の表面にスパッター装
置を用いて堆積させる。指向性の強いスパッタリングを
用いる理由は、ＳｉＯ2 やＳｉＮｘ等の絶縁膜がレーザ
ー端面に回り込まないようにするためである。電極パタ
ーンは、図５（ｂ）のように、フォトレジスト３３を通
常のフォトリソグラフィーにより付着させ、フォトレジ
ストの無い領域のＳｉＯ2 等の絶縁膜３２を緩衝フッ酸
（ＢＨＦ）によりエッチングし除去する。上記エッチン
グされた場所には、コンタクトのためのホール（穴）が
形成される。そこで図５（ｃ）に示すように、ＡｕＺｎ
／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、あるいはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕなどの
Ａｕを主成分とするｐ側の電極材料３４を、半導体レー
ザーの上面方向より抵抗加熱蒸着器で順に全面蒸着す
る。最後にフォトレジスト３３を剥離し余分な電極材料
をリフトオフすることによって、図５（ｄ）に示すｐ側
電極３４が形成される。さらに、傾斜反射鏡８の反射率
を高めるために傾斜反射鏡の表面にＡｕなどの反射率の
高い金属を付着させてもよい。ｎ側電極の形成方法は、
従来法通り、ｎ−ＩｎＰ基板を研磨した後、Ｓｎ／Ａｕ
などＡｕを主成分とするｎ側電極をｎ−ＩｎＰ基板を研
磨した面に蒸着する。電極を付着させた半導体レーザー
を、ホットウォール型アニール炉に挿入し４００°Ｃで
電極金属をアロイ化しオーミック電極とする。
を、図５（ａ）のように半導体レーザーのコンタクト層
２５全面および外部傾斜反射鏡８の表面にスパッター装
置を用いて堆積させる。指向性の強いスパッタリングを
用いる理由は、ＳｉＯ2 やＳｉＮｘ等の絶縁膜がレーザ
ー端面に回り込まないようにするためである。電極パタ
ーンは、図５（ｂ）のように、フォトレジスト３３を通
常のフォトリソグラフィーにより付着させ、フォトレジ
ストの無い領域のＳｉＯ2 等の絶縁膜３２を緩衝フッ酸
（ＢＨＦ）によりエッチングし除去する。上記エッチン
グされた場所には、コンタクトのためのホール（穴）が
形成される。そこで図５（ｃ）に示すように、ＡｕＺｎ
／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、あるいはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕなどの
Ａｕを主成分とするｐ側の電極材料３４を、半導体レー
ザーの上面方向より抵抗加熱蒸着器で順に全面蒸着す
る。最後にフォトレジスト３３を剥離し余分な電極材料
をリフトオフすることによって、図５（ｄ）に示すｐ側
電極３４が形成される。さらに、傾斜反射鏡８の反射率
を高めるために傾斜反射鏡の表面にＡｕなどの反射率の
高い金属を付着させてもよい。ｎ側電極の形成方法は、
従来法通り、ｎ−ＩｎＰ基板を研磨した後、Ｓｎ／Ａｕ
などＡｕを主成分とするｎ側電極をｎ−ＩｎＰ基板を研
磨した面に蒸着する。電極を付着させた半導体レーザー
を、ホットウォール型アニール炉に挿入し４００°Ｃで
電極金属をアロイ化しオーミック電極とする。
【００３３】〔第２実施例〕図６は、面発光型８本ビー
ム半導体レーザーを上から見た図である。また、図７
は、図６に示す面発光型８本ビーム半導体レーザーのＡ
−Ｂ線切断図である。
ム半導体レーザーを上から見た図である。また、図７
は、図６に示す面発光型８本ビーム半導体レーザーのＡ
−Ｂ線切断図である。
【００３４】６８は半導体基板上にｎ−ＩｎＰバッファ
層、ｎ−ＩｎＰクラッド層、ＧａＩｎＡｓＰ活性層、ｐ
−ＩｎＰクラッド層、ｐ+ −ＩｎＰコンタクト層を順次
積層し、四角に切り出したものである。図１で示した４
本ビーム面発光型半導体レーザーは、キャビティーの伸
びる方向が＜０１１＞および＜０１１＞のみであり、そ
れぞれのキャビティの伸びる方向が互いに直交か平行の
関係にあった。図６に示す８本ビーム面発光型半導体レ
ーザーでは、キャビティーの伸びる方向を＜０１１＞お
よび＜０１１＞の二つのベクトルの加減で表記すること
ができる方向に拡大させ、ビーム数を増加させたもので
ある。この場合、＜０１１＞および＜０１１＞以外にキ
ャビティーの伸びる方向を有するレーザーは、出射端面
でないもうひとつの端面をへき開によって作製すること
ができない。したがって、出射端面５３を形成した方法
と同一の方法によりドライエッチングを活用して端面５
０を作製する。ストライプ電極５２のそれぞれの先端に
傾斜反射鏡４９がある。これら８個の傾斜反射鏡４９
は、１０数μｍの間隔でデバイスの中央部に集積されて
いる。さらに、ボンディングパッド５１は、それぞれの
ストライプ電極に付設されている。
層、ｎ−ＩｎＰクラッド層、ＧａＩｎＡｓＰ活性層、ｐ
−ＩｎＰクラッド層、ｐ+ −ＩｎＰコンタクト層を順次
積層し、四角に切り出したものである。図１で示した４
本ビーム面発光型半導体レーザーは、キャビティーの伸
びる方向が＜０１１＞および＜０１１＞のみであり、そ
れぞれのキャビティの伸びる方向が互いに直交か平行の
関係にあった。図６に示す８本ビーム面発光型半導体レ
ーザーでは、キャビティーの伸びる方向を＜０１１＞お
よび＜０１１＞の二つのベクトルの加減で表記すること
ができる方向に拡大させ、ビーム数を増加させたもので
ある。この場合、＜０１１＞および＜０１１＞以外にキ
ャビティーの伸びる方向を有するレーザーは、出射端面
でないもうひとつの端面をへき開によって作製すること
ができない。したがって、出射端面５３を形成した方法
と同一の方法によりドライエッチングを活用して端面５
０を作製する。ストライプ電極５２のそれぞれの先端に
傾斜反射鏡４９がある。これら８個の傾斜反射鏡４９
は、１０数μｍの間隔でデバイスの中央部に集積されて
いる。さらに、ボンディングパッド５１は、それぞれの
ストライプ電極に付設されている。
【００３５】図７に示される端面５３と傾斜反射鏡４９
の間にあるエッチング溝５４は、溝中をレーザー光が広
がらない程度に端面５３と傾斜反射鏡４９の距離を短い
ものとする。あるいは、レーザー光が広がらないように
エッチング溝５４に相当する位置に屈折率の高い部分
（破線で示すコア７０）を持つ誘電体光導波層あるいは
半導体光導波層７１を設けることも可能である。その場
合は、水平方向のキャビティーの端面５３は、傾斜反射
鏡４９からいくらでも遠ざけることができる。水平方向
のキャビティーを傾斜反射鏡より遠ざける程、隣り合っ
た水平方向のキャビティー間の距離を大きくとれるの
で、さらに水平方向のキャビティーの数を増やすことが
でき、レーザー出射口である傾斜反射鏡４９の数も格段
に増加させることが可能である。
の間にあるエッチング溝５４は、溝中をレーザー光が広
がらない程度に端面５３と傾斜反射鏡４９の距離を短い
ものとする。あるいは、レーザー光が広がらないように
エッチング溝５４に相当する位置に屈折率の高い部分
（破線で示すコア７０）を持つ誘電体光導波層あるいは
半導体光導波層７１を設けることも可能である。その場
合は、水平方向のキャビティーの端面５３は、傾斜反射
鏡４９からいくらでも遠ざけることができる。水平方向
のキャビティーを傾斜反射鏡より遠ざける程、隣り合っ
た水平方向のキャビティー間の距離を大きくとれるの
で、さらに水平方向のキャビティーの数を増やすことが
でき、レーザー出射口である傾斜反射鏡４９の数も格段
に増加させることが可能である。
【００３６】〔第３実施例〕上述した実施例において
は、外部傾斜反射鏡５５を半導体基板５６の中央部に設
けたが、必ずしも外部傾斜反射鏡が半導体基板の中央部
に無くてもよい。たとえば、図８のように、各外部傾斜
反射鏡５５を半導体基板５６の側端近傍に形成すること
もできる。なお図中、５７はボンディングパッド、５８
はストライプ電極、５９はエッチングによって形成され
た端面である。水平方向キャビティーは、それぞれのス
トライプ電極５８の下層にあり、そのストラプ電極５８
の伸びる方向は＜０１１＞と＜０１１＞であるが、この
他にも＜０１１＞と＜０１１＞の両ベクトルの和によっ
て表される方向ならいずれでも良い。この場合の外部反
射鏡によって反射されるビームの方向は、図８において
紙面に対して垂直手前方向である。
は、外部傾斜反射鏡５５を半導体基板５６の中央部に設
けたが、必ずしも外部傾斜反射鏡が半導体基板の中央部
に無くてもよい。たとえば、図８のように、各外部傾斜
反射鏡５５を半導体基板５６の側端近傍に形成すること
もできる。なお図中、５７はボンディングパッド、５８
はストライプ電極、５９はエッチングによって形成され
た端面である。水平方向キャビティーは、それぞれのス
トライプ電極５８の下層にあり、そのストラプ電極５８
の伸びる方向は＜０１１＞と＜０１１＞であるが、この
他にも＜０１１＞と＜０１１＞の両ベクトルの和によっ
て表される方向ならいずれでも良い。この場合の外部反
射鏡によって反射されるビームの方向は、図８において
紙面に対して垂直手前方向である。
【００３７】〔第４実施例〕図９は、外部傾斜反射鏡に
より反射されたレーザー光の出射方向が、半導体基板面
に対し水平方向である端面発光型のマルチビーム半導体
レーザーである。このレーザーの特徴は、外部傾斜反射
鏡の反射面６０の法線が＜００１＞と＜０１０＞方向で
あり、この反射面６０によって反射されたレーザ光は、
同じく＜０１１＞方向に出射される。また、ストライプ
電極６６の下層にある水平方向キャビティーの端面６１
より出射されるレーザー光と合わせて３本ビーム端面発
光型半導体レーザーとなっている。このレーザーの外部
傾斜反射鏡の反射面６０および端面６１を含むエッチン
グによって作製された端面の作製方法は、半導体基板の
上に順次積層された、ｎ−ＩｎＰクラッド層、ＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層、ｐ−ＩｎＰクラッド層、ｐ+ −ＩｎＰコ
ンタクト層の薄膜積層構造の上にフォトリソグラフィー
とドライエッチングを用いて得ることができる。この場
合、特にアニールによるマストランスポートを施す必要
がない。６２は半導体基板、６３はボンディングパッ
ド、６４，６６はストライプ電極である。８図中の６５
に示す間隔はできるだけ大きくとり、３本の半導体レー
ザーで個々のレーザー特性が大きく異ならないような距
離であるとする。
より反射されたレーザー光の出射方向が、半導体基板面
に対し水平方向である端面発光型のマルチビーム半導体
レーザーである。このレーザーの特徴は、外部傾斜反射
鏡の反射面６０の法線が＜００１＞と＜０１０＞方向で
あり、この反射面６０によって反射されたレーザ光は、
同じく＜０１１＞方向に出射される。また、ストライプ
電極６６の下層にある水平方向キャビティーの端面６１
より出射されるレーザー光と合わせて３本ビーム端面発
光型半導体レーザーとなっている。このレーザーの外部
傾斜反射鏡の反射面６０および端面６１を含むエッチン
グによって作製された端面の作製方法は、半導体基板の
上に順次積層された、ｎ−ＩｎＰクラッド層、ＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層、ｐ−ＩｎＰクラッド層、ｐ+ −ＩｎＰコ
ンタクト層の薄膜積層構造の上にフォトリソグラフィー
とドライエッチングを用いて得ることができる。この場
合、特にアニールによるマストランスポートを施す必要
がない。６２は半導体基板、６３はボンディングパッ
ド、６４，６６はストライプ電極である。８図中の６５
に示す間隔はできるだけ大きくとり、３本の半導体レー
ザーで個々のレーザー特性が大きく異ならないような距
離であるとする。
【００３８】この実施例では、ＧａＩｎＡｓＰ活性層を
有する半導体レーザーを取り上げたが、エッチング条件
とアニール温度を変更すれば、他の発振波長を有する材
料、ＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＺｎＣｄＳＳ
ｅ系、ＺｎＭｇＳＳｅ系半導体レーザーに適用できる。
有する半導体レーザーを取り上げたが、エッチング条件
とアニール温度を変更すれば、他の発振波長を有する材
料、ＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＺｎＣｄＳＳ
ｅ系、ＺｎＭｇＳＳｅ系半導体レーザーに適用できる。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、ビーム出射間隔が狭く
クロストークの無い独立駆動可能なマルチビーム半導体
レーザーを提供することができ、レーザープリンターの
プリント速度の向上、光ディスクの書き込み時間の短
縮、その他高速光通信、ニューロ素子間の高速光伝送に
寄与することができる。また、ボンディングパッドを設
置する場所の確保や引き回し配線、多層配線等を顧慮す
る必要がなく半導体基板の有効利用ならびにプロセスを
簡便化することが可能となる。
クロストークの無い独立駆動可能なマルチビーム半導体
レーザーを提供することができ、レーザープリンターの
プリント速度の向上、光ディスクの書き込み時間の短
縮、その他高速光通信、ニューロ素子間の高速光伝送に
寄与することができる。また、ボンディングパッドを設
置する場所の確保や引き回し配線、多層配線等を顧慮す
る必要がなく半導体基板の有効利用ならびにプロセスを
簡便化することが可能となる。
【図１】 本発明の半導体レーザーアレイである面発光
型４本ビーム半導体レーザーの概略斜視図である。
型４本ビーム半導体レーザーの概略斜視図である。
【図２】 図１に示す面発光型４本ビーム半導体レーザ
ーの外部傾斜反射鏡８部分の拡大斜視図である。
ーの外部傾斜反射鏡８部分の拡大斜視図である。
【図３】 ４５°外部傾斜反射鏡の作製プロセスの前半
を示す断面図図である。
を示す断面図図である。
【図４】 ４５°外部傾斜反射鏡の作製プロセスの前半
を示す斜視図図である。
を示す斜視図図である。
【図５】 ４５°外部傾斜反射鏡の作製プロセスの後半
を示す断面図図である。
を示す断面図図である。
【図６】 面発光型８本ビーム半導体レーザーの平面図
である。
である。
【図７】 面発光型８本ビーム半導体レーザーの断面図
である。
である。
【図８】 各外部傾斜反射鏡を半導体基板の側端近傍に
形成した面発光型３本ビーム半導体レーザーアレイの平
面図である。
形成した面発光型３本ビーム半導体レーザーアレイの平
面図である。
【図９】 端面発光型３本ビーム半導体レーザーアレイ
の平面図である。
の平面図である。
【図１０】 水平共振器と４５°傾斜反射鏡を同一基板
上にモノリシックに有する従来の面発光型シングルビー
ム半導体レーザーの斜視図である。
上にモノリシックに有する従来の面発光型シングルビー
ム半導体レーザーの斜視図である。
【図１１】 （ａ），（ｂ）は４５°傾斜反射鏡を有す
る面発光型マルチビーム半導体レーザーアレイの平面図
と断面図である。
る面発光型マルチビーム半導体レーザーアレイの平面図
と断面図である。
【図１２】 （ａ），（ｂ）はシングルビーム半導体レ
ーザーにおけるストライプ電極とボンディングパッドの
平面図と断面図である。
ーザーにおけるストライプ電極とボンディングパッドの
平面図と断面図である。
【図１３】 引き回し配線による従来のマルチビーム半
導体レーザーのストライプ電極とボンディングパッドの
結線構造を示す説明図である。
導体レーザーのストライプ電極とボンディングパッドの
結線構造を示す説明図である。
【図１４】 積層配線による従来のマルチビーム半導体
レーザーのストライプ電極とボンディングパッドの結線
構造を示す示す説明図である。
レーザーのストライプ電極とボンディングパッドの結線
構造を示す示す説明図である。
１，２，３，４…ストライプ電極、５，６…端面、７，
８，１１，１２…外部傾斜反射鏡、９，１０，１３，１
４…レーザービーム、１９…絶縁膜、２０…基板、２１
…バッファ層、２２…クラッド層、２３…活性層、２４
…クラッド層、２５…コンタクト層、２６，２７…エッ
チングマスク、２８…網点部分、２９…２段階段、３０
…レーザー端面、３１…外部傾斜反射鏡、３２…絶縁
膜、３３…フォトレジスト、３４…電極材料、３５…ス
トライプ電極、３７…間隔、３８…半導体レーザー、３
９…ボンディングパッド、４０…ストライプ電極、４１
…絶縁膜、４４…活性領域、４９…傾斜反射鏡、５０…
端面、５１…ボンディングパッド、５３…出射端面、５
４…エッチング溝、５５…外部傾斜反射鏡、５６…半導
体基板、６８…８本ビーム半導体レーザー、７０…コ
ア、Ｇ…四角状穴部、Ｇ１，Ｇ２…側壁
８，１１，１２…外部傾斜反射鏡、９，１０，１３，１
４…レーザービーム、１９…絶縁膜、２０…基板、２１
…バッファ層、２２…クラッド層、２３…活性層、２４
…クラッド層、２５…コンタクト層、２６，２７…エッ
チングマスク、２８…網点部分、２９…２段階段、３０
…レーザー端面、３１…外部傾斜反射鏡、３２…絶縁
膜、３３…フォトレジスト、３４…電極材料、３５…ス
トライプ電極、３７…間隔、３８…半導体レーザー、３
９…ボンディングパッド、４０…ストライプ電極、４１
…絶縁膜、４４…活性領域、４９…傾斜反射鏡、５０…
端面、５１…ボンディングパッド、５３…出射端面、５
４…エッチング溝、５５…外部傾斜反射鏡、５６…半導
体基板、６８…８本ビーム半導体レーザー、７０…コ
ア、Ｇ…四角状穴部、Ｇ１，Ｇ２…側壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 秀生 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロッ クス株式会社内 (72)発明者 瀬古 保次 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロッ クス株式会社内 (72)発明者 布施 マリオ 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロッ クス株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 水平方向キャビティーを有する半導体レ
ーザーと該半導体レーザーから出射されるレーザー光を
ある特定の方向に反射することが可能な外部傾斜反射鏡
とを半導体基板上にモノリシックに集積した半導体レー
ザーアレイにおいて、 前記外部傾斜反射鏡は互いに近接して設置されており、
かつ、隣り合った水平方向キャビティー間の距離が前記
外部傾斜反射鏡より遠ざかるつれて大きくなるように配
置されていることを特徴とする半導体レーザーアレイ。 - 【請求項２】 レーザー光の反射される前記ある特定の
方向が、前記半導体基板面に対し垂直方向であることを
特徴とする請求項１記載の半導体レーザーアレイ。 - 【請求項３】 レーザー光の反射される前記ある特定の
方向が、前記半導体基板面に対し水平方向であることを
特徴とする請求項１記載の半導体レーザーアレイ。 - 【請求項４】 前記水平方向キャビティー有する半導体
レーザーが、前記半導体基板の（１００）面上に作製さ
れていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ
ーアレイ。 - 【請求項５】 前記水平方向キャビティーが、半導体基
板面内において＜０１１＞方向にキャビティーが伸びる
位置と＜０１１＞方向にキャビティーが伸びる位置に配
置されていることを特徴とする請求項３記載の半導体レ
ーザーアレイ。 - 【請求項６】 前記外部傾斜反射鏡の表面が、Ｓｉ
Ｏ2 、ＳｉＮｘ等の絶縁膜で覆われていることを特徴と
する請求項１記載の半導体レーザーアレイ。 - 【請求項７】 前記外部傾斜反射鏡の表面が、Ａｕなら
びにＡｕを主成分とする合金およびその他の反射率の高
い金属によって覆われていることを特徴とする請求項１
記載の半導体レーザーアレイ。 - 【請求項８】 前記半導体レーザーアレイにおいて、ボ
ンディングパッドとストライプ電極が引き回し配線で結
線されることなく、絶縁膜を介してボンディングパッド
と一体となったストライプ電極を有することを特徴とす
る請求項１記載の半導体レーザーアレイ。 - 【請求項９】 前記半導体レーザーアレイにおいて、エ
ッチングによって形成された端面と外部傾斜反射鏡の間
に光導波路を挿間することを特徴とする請求項１記載の
半導体レーザーアレイ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6111056A JPH07321396A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 半導体レーザーアレイ |
| US08/420,822 US5563901A (en) | 1994-05-25 | 1995-04-12 | Semiconductor laser array |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6111056A JPH07321396A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 半導体レーザーアレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07321396A true JPH07321396A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14551292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6111056A Pending JPH07321396A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 半導体レーザーアレイ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5563901A (ja) |
| JP (1) | JPH07321396A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141604A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-17 | Sony Corp | 半導体レーザ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7078671B1 (en) | 2001-08-06 | 2006-07-18 | Shipley Company, L.L.C. | Silicon optical microbench devices and wafer-level testing thereof |
| WO2008075441A1 (ja) * | 2006-12-18 | 2008-06-26 | Seiko Epson Corporation | 光チップおよび光モジュール |
| US9692202B2 (en) * | 2013-11-07 | 2017-06-27 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | Lasers with beam shape and beam direction modification |
| JP6469469B2 (ja) | 2015-02-06 | 2019-02-13 | 富士通コンポーネント株式会社 | 光導波路モジュール |
| DE102021129563A1 (de) | 2021-11-12 | 2023-05-17 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Bauelement mit integrierter konverterschicht und verfahren zur herstellung eines bauelements |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4784722A (en) * | 1985-01-22 | 1988-11-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Method forming surface emitting diode laser |
| US4990465A (en) * | 1985-01-22 | 1991-02-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Method of forming a surface emitting laser |
| US4718070A (en) * | 1985-01-22 | 1988-01-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Surface emitting diode laser |
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| US4935939A (en) * | 1989-05-24 | 1990-06-19 | Liau Zong Long | Surface emitting laser with monolithic integrated lens |
| FR2684237B1 (fr) * | 1991-11-22 | 1993-12-24 | Thomson Hybrides | Circuit integre de lasers semiconducteurs et procede de realisation de ce circuit. |
| US5253263A (en) * | 1992-03-12 | 1993-10-12 | Trw Inc. | High-power surface-emitting semiconductor injection laser with etched internal 45 degree and 90 degree micromirrors |
| US5479426A (en) * | 1994-03-04 | 1995-12-26 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor laser device with integrated reflector on a (511) tilted lattice plane silicon substrate |
-
1994
- 1994-05-25 JP JP6111056A patent/JPH07321396A/ja active Pending
-
1995
- 1995-04-12 US US08/420,822 patent/US5563901A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141604A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-17 | Sony Corp | 半導体レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5563901A (en) | 1996-10-08 |
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