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公開番号2021009897
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210128
出願番号2019122050
出願日20190628
発明の名称面発光レーザ
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01S 5/183 20060101AFI20201225BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】面発光レーザを搬送する際に、コレットに傾いた状態で吸着されることのない面発光レーザを提供する。
【解決手段】面発光レーザは、基板20と、基板20の上の半導体層21と、を有し、基板20を、平面視した基板20の中心20aを通る第1の方向の直線L1と、第1の方向と直交する基板20の中心20aを通る第2の方向の直線L2により、第1の領域111a、第2の領域111b、第3の領域111c、第4の領域111dに分けた場合、第1の領域111aに、第1の電極パッド43が設けられており、第2の領域111bに、第2の電極パッド53が設けられており、第3の領域111cに、第1のダミーパッド161が設けられており、第4の領域111dに、第2のダミーパッド162が設けられている。
【選択図】 図5
特許請求の範囲【請求項1】
基板と、
前記基板の上に、下部コンタクト層、下部反射鏡層、活性層、上部反射鏡層、上部コンタクト層が順に積層された半導体層と、
前記半導体層よりレーザ光を出射する光出射窓と、
前記上部コンタクト層に接続された第1の電極パッドと、
前記下部コンタクト層に接続された第2の電極パッドと、
第1のダミーパッドと、
第2のダミーパッドと、
を有し、
前記第1の電極パッド、前記第2の電極パッド、前記第1のダミーパッド、前記第2のダミーパッドは、前記光出射窓とは異なる領域の前記半導体層の上に設けられており、
前記基板を、平面視した前記基板の中心を通る第1の方向の直線と、前記第1の方向と直交する前記基板の中心を通る第2の方向の直線により、第1の領域、第2の領域、第3の領域、第4の領域に分けた場合、
前記第1の領域に、前記第1の電極パッドが設けられており、
前記第2の領域に、前記第2の電極パッドが設けられており、
前記第3の領域に、前記第1のダミーパッドが設けられており、
前記第4の領域に、前記第2のダミーパッドが設けられている面発光レーザ。
続きを表示(約 730 文字)【請求項2】
基板と、
前記基板の上に、下部コンタクト層、下部反射鏡層、活性層、上部反射鏡層、上部コンタクト層が順に積層された半導体層と、
前記半導体層よりレーザ光を出射する光出射窓と、
前記上部コンタクト層に接続された第1の電極パッドと、
前記下部コンタクト層に接続された第2の電極パッドと、
第1のダミーパッドと、
第2のダミーパッドと、
を有し、
前記第1の電極パッド、前記第2の電極パッド、前記第1のダミーパッド、前記第2のダミーパッドは、前記光出射窓とは異なる領域の前記半導体層の上に設けられており、
前記光出射窓は、前記第1のダミーパッドと前記第2のダミーパッドとの間に位置している面発光レーザ。
【請求項3】
前記第1のダミーパッド及び前記第2のダミーパッドの形状は長方形であり、
前記長方形の短辺の幅は、5μm以上、40μm以下であり、
前記長方形の長辺の幅は、80μm以上、100μm以下である請求項1又は請求項2に記載の面発光レーザ。
【請求項4】
前記第1のダミーパッドは、複数設けられており、
前記第1のダミーパッドの第1の方向の幅は、20μm〜40μmであり、
複数の前記第1のダミーパッドは、前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って配置されている請求項1又は請求項2に記載の面発光レーザ。
【請求項5】
前記基板の端部から、前記基板の端部に最も近い第1のダミーパッドの端部までの長さは、20μm以上、50μm以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の面発光レーザ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、面発光レーザに関するものである。
続きを表示(約 5,700 文字)【背景技術】
【0002】
面発光レーザと呼ばれる垂直共振型面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)は、半導体基板の上に、2つの反射鏡層と、反射鏡層に挟まれた活性層とを有し、半導体基板の基板面に対し垂直方向に光を出射するレーザである。面発光レーザでは、活性層及び反射鏡層等にメサを形成し、メサの反射鏡層の一部を選択的に酸化して酸化層を形成することにより、電流狭窄構造が形成されている(特許文献1等)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2019−33210号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のような面発光レーザは、半導体基板の表面を加工することにより作製されるが、表面にはメサや電極パッドが形成されるため、面発光レーザのチップの上面は凹凸を有している。このような面発光レーザのチップにおいて、上面の高さに偏りがあると、面発光レーザのチップを搬送する際に、コレットに傾いた状態で吸着されるため、レーザ光を出射する部分を傷つけたり、正常に搬送することができない場合がある。
【0005】
このため、面発光レーザを搬送する際に、コレットに傾いた状態で吸着されることのない面発光レーザが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本実施形態の一観点によれば、面発光レーザは、基板と、基板の上に、下部コンタクト層、下部反射鏡層、活性層、上部反射鏡層、上部コンタクト層が順に積層された半導体層と、半導体層よりレーザ光を出射する光出射窓と、上部コンタクト層に接続された第1の電極パッドと、下部コンタクト層に接続された第2の電極パッドと、第1のダミーパッドと、第2のダミーパッドと、を有している。また、第1の電極パッド、第2の電極パッド、第1のダミーパッド、第2のダミーパッドは、光出射窓とは異なる領域の半導体層の上に設けられている。更に、基板を、平面視した基板の中心を通る第1の方向の直線と、第1の方向と直交する基板の中心を通る第2の方向の直線により、第1の領域、第2の領域、第3の領域、第4の領域に分けた場合、第1の領域に、第1の電極パッドが設けられており、第2の領域に、第2の電極パッドが設けられており、第3の領域に、第1のダミーパッドが設けられており、第4の領域に、第2のダミーパッドが設けられている。
【発明の効果】
【0007】
本開示の面発光レーザによれば、面発光レーザを搬送する際に、コレットに傾いた状態で吸着されることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、面発光レーザのチップの上面図である。
図2は、面発光レーザの模式的な断面図である。
図3は、面発光レーザのチップを搬送する際の説明図である。
図4は、面発光レーザのチップとコレットの接触面との説明図である。
図5は、本開示の実施形態の面発光レーザのチップの上面図である。
図6は、本開示の実施形態の面発光レーザの模式的な断面図である。
図7は、本開示の実施形態の面発光レーザのチップを搬送する際の説明図である。
図8は、本開示の実施形態の面発光レーザのチップとコレットの接触面との説明図である。
図9は、本開示の実施形態の面発光レーザの第1のダミーパッドの説明図である。
図10は、本開示の実施形態の面発光レーザのチップと他のコレットの接触面との説明図である。
図11は、本開示の実施形態の面発光レーザの断面図である。
図12は、本開示の実施形態の面発光レーザの第1のダミーパッドの変形例1の説明図である。
図13は、本開示の実施形態の面発光レーザの第1のダミーパッドの変形例2の説明図である。
図14は、本開示の実施形態の面発光レーザの第1のダミーパッドの変形例3の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施するための形態について、以下に説明する。
【0010】
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
【0011】
〔1〕 本開示の一態様に係る面発光レーザは、基板と、前記基板の上に、下部コンタクト層、下部反射鏡層、活性層、上部反射鏡層、上部コンタクト層が順に積層された半導体層と、前記半導体層よりレーザ光を出射する光出射窓と、前記上部コンタクト層に接続された第1の電極パッドと、前記下部コンタクト層に接続された第2の電極パッドと、第1のダミーパッドと、第2のダミーパッドと、を有し、前記第1の電極パッド、前記第2の電極パッド、前記第1のダミーパッド、前記第2のダミーパッドは、前記光出射窓とは異なる領域の前記半導体層の上に設けられており、前記基板を、平面視した前記基板の中心を通る第1の方向の直線と、前記第1の方向と直交する前記基板の中心を通る第2の方向の直線により、第1の領域、第2の領域、第3の領域、第4の領域に分けた場合、前記第1の領域に、前記第1の電極パッドが設けられており、前記第2の領域に、前記第2の電極パッドが設けられており、前記第3の領域に、前記第1のダミーパッドが設けられており、前記第4の領域に、前記第2のダミーパッドが設けられている。
【0012】
これにより、面発光レーザを搬送する際に、コレットに傾いた状態で吸着されることを防ぐことができる。
【0013】
〔2〕 基板と、前記基板の上に、下部コンタクト層、下部反射鏡層、活性層、上部反射鏡層、上部コンタクト層が順に積層された半導体層と、前記半導体層よりレーザ光を出射する光出射窓と、前記上部コンタクト層に接続された第1の電極パッドと、前記下部コンタクト層に接続された第2の電極パッドと、第1のダミーパッドと、第2のダミーパッドと、を有し、前記第1の電極パッド、前記第2の電極パッド、前記第1のダミーパッド、前記第2のダミーパッドは、前記光出射窓とは異なる領域の前記半導体層の上に設けられており、前記光出射窓は、前記第1のダミーパッドと前記第2のダミーパッドとの間に位置している。
【0014】
これにより、面発光レーザを搬送する際に、コレットに傾いた状態で吸着されることを防ぐことができる。
【0015】
〔3〕 前記第1のダミーパッド及び前記第2のダミーパッドの形状は長方形であり、前記長方形の短辺の幅は、5μm以上、40μm以下であり、前記長方形の長辺の幅は、80μm以上、100μm以下である。
【0016】
これにより、第1のダミーパッド及び第2のダミーパッドをコレットの吸着面に接触させることができ、コレットに傾いた状態で吸着されることを防ぐことができる。
【0017】
〔4〕 前記第1のダミーパッドは、複数設けられており、前記第1のダミーパッドの第1の方向の幅は、20μm〜40μmであり、複数の前記第1のダミーパッドは、前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って配置されている。
【0018】
これにより、コレットに傾いた状態で吸着されることを防ぐことができる。
【0019】
〔5〕 前記基板の端部から、前記基板の端部に最も近い第1のダミーパッドの端部までの長さは、20μm以上、50μm以下である。
【0020】
これにより、コレットに傾いた状態で吸着されることを防ぐことができる。
【0021】
[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示の一実施形態について詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。また、本願においては、X1−X2方向、Y1−Y2方向、Z1−Z2方向を相互に直交する方向とする。また、X1−X2方向及びY1−Y2方向を含む面をXY面と記載し、Y1−Y2方向及びZ1−Z2方向を含む面をYZ面と記載し、Z1−Z2方向及びX1−X2方向を含む面をZX面と記載する。
【0022】
最初に、面発光レーザのチップを搬送する際に、コレットに傾いた状態で吸着される場合について、図1及び図2に示される面発光レーザのチップ10に基づき説明する。尚、図1は、面発光レーザのチップ10の上面図であり、図2は、便宜上、模式的に示す面発光レーザのチップ10の断面図である。
【0023】
この面発光レーザのチップ10は、GaAsにより形成された基板20の上に、半導体層21が形成されており、半導体層21を加工することにより、半導体層21のメサ30が形成されている。半導体層21の上やメサ30の側面等には、絶縁膜22が形成されている。このように形成されたメサ30には、図示はしないが、下部DBR、活性層、上部DBRが形成されており、メサ30の上面の光出射窓31の周囲にはリング状のp電極41が形成されており、メサ30の周囲には弧状のn電極51が形成されている。この面発光レーザは、p電極41とn電極51との間に電流を流すことにより、メサ30の上面の光出射窓31より、破線矢印に示されるように、基板20面に対し垂直方向にレーザ光が出射される。
【0024】
p電極41は、配線42を介しp電極パッド43と接続されており、n電極51は、配線52を介しn電極パッド53と接続されている。p電極パッド43及びn電極パッド53は、ワイヤボンディング等により接続される部分であるため、ある程度の大きさが必要であり、厚さは1.7μmとなるように形成されている。
【0025】
ところで、このような面発光レーザのチップ10は、例えば、図2に示される場合では、n電極パッド53が設けられている右側よりもn電極パッド53等が設けられていない左側の方の高さが低くなっている。このため、面発光レーザのチップ10をコレット70に吸着し搬送しようとした場合、図3に示されるように、コレット70の接触面71に対し傾いた状態で、面発光レーザのチップ10が吸着される。この場合、コレット70の接触面71に対し、面発光レーザのチップ10の吸着位置がずれると、面発光レーザのチップ10の上面の光出射窓31を傷つけたり、面発光レーザのチップ10を正常に搬送することができなくなる。尚、図4は、面発光レーザのチップ10を搬送する際のコレット70が、丸型コレットの場合を示すものであり、コレット70の接触面71は、二点鎖線で示される内側の円と外側の円との間の領域である。また、図3では、便宜上、面発光レーザのチップ10の詳細な構造について省略されている。
【0026】
このため、面発光レーザのチップを搬送する際に、コレットに傾いた状態で吸着されることのない面発光レーザが求められている。
【0027】
(面発光レーザ)
次に、本実施形態における面発光レーザについて、図5及び図6に基づき説明する。尚、図5は、本実施形態における面発光レーザのチップ110の上面図であり、図6は、説明の便宜上、模式的に示す面発光レーザのチップ110の断面図である。
【0028】
本実施形態における面発光レーザのチップ110は、GaAsにより形成された基板20の上に、半導体層21が形成されており、半導体層21を加工することにより、半導体層21のメサ30が形成されている。半導体層21は、後述するように、基板20の上に形成された第1の下部DBR層、下部コンタクト層、第2の下部DBR層、活性層、上部DBR層、上部コンタクト層により形成されている。本願においては、第2の下部DBR層、または、第1の下部DBR層及び第2の下部DBR層を下部反射鏡層と記載し、上部DBR層を上部反射鏡層と記載する場合がある。
【0029】
半導体層21の上やメサ30の側面等には、絶縁膜22が形成されている。このように形成されたメサ30には、図6において図示はしないが、下部DBR、活性層、上部DBRが形成されており、メサ30の上面の光出射窓31の周囲にはリング状のp電極41が形成されており、メサ30の周囲には弧状のn電極51が形成されている。この面発光レーザは、p電極41とn電極51との間に電流を流すことにより、メサ30の上面の光出射窓31より、破線矢印に示されるように、基板20面に対し垂直方向にレーザ光が出射される。
【0030】
p電極41は、配線42を介しp電極パッド43と接続されており、n電極51は、配線52を介しn電極パッド53と接続されている。メサ30の周囲には溝が形成されており、溝の外側の半導体層21を半導体層21のテラスという。テラス上に、p電極パッド43及びn電極パッド53が形成されている。p電極パッド43及びn電極パッド53は、ワイヤボンディング等により接続される部分であるため、ある程度の大きさが必要であり、例えば、直径が100μmの円形であって、テラスの半導体層21の上面からの高さは1〜4μm、好ましくは1.4μm〜1.7μmとなるように形成されている。本願においては、p電極パッド43を第1の電極パッドと記載し、n電極パッド53を第2の電極パッドと記載する場合がある。
(【0031】以降は省略されています)

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