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公開番号2025065899
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-22
出願番号2023175421
出願日2023-10-10
発明の名称マルチビーム半導体レーザ素子
出願人ウシオ電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01S 5/042 20060101AFI20250415BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】レーザ共振器を跨ぐ積層配線構造が不要なマルチビーム半導体レーザ素子を提供する。
【解決手段】複数のレーザ導波路200は、半導体基板110上に、第1方向(x方向)に隣接して集積化される。各レーザ導波路200は、第1方向と垂直な第2方向(y方向)を長手とするストライプ状の給電用電極150を有する。層間絶縁層160は、複数のレーザ導波路200の給電用電極150の上に形成される。複数のパッド電極PEは、層間絶縁層160の上に第2方向に沿って配置される。各パッド電極PEは、実装時に対応する電気的接続手段320が接続される。複数のパッド電極PEは、複数のレーザ導波路200に対応しており、各パッド電極PEは、少なくとも一部において、対応するレーザ導波路200の給電用電極150とオーバーラップし、電気的に接続されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
マルチビーム半導体レーザ素子であって、
半導体基板上に、第１方向に隣接して集積化された複数のレーザ導波路であって、各レーザ導波路は、前記第１方向と垂直な第２方向を長手とするストライプ状の給電用電極を有する複数のレーザ導波路と、
前記複数のレーザ導波路の給電用電極の上に形成された層間絶縁層と、
前記層間絶縁層の上に前記第２方向に沿って配置された複数のパッド電極であって、各パッド電極は、実装時に対応する電気的接続手段が接続されるべきである、複数のパッド電極と、
を備え、
前記複数のパッド電極は、前記複数のレーザ導波路に対応しており、各パッド電極は、少なくとも一部において、対応するレーザ導波路の前記給電用電極とオーバーラップし、電気的に接続されており、
前記層間絶縁層は、対応しないパッド電極と給電用電極の間を絶縁し、かつ、対応しない給電用電極と電気的接続手段の間を絶縁するように形成されていることを特徴とするマルチビーム半導体レーザ素子。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記層間絶縁層は、前記複数のレーザ導波路に対応し、前記第２方向に配置される複数の絶縁膜を含み、
各絶縁膜は、前記複数のレーザ導波路の複数の給電用電極を覆い、対応する給電用電極の位置に開口を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記層間絶縁層は、前記半導体基板の外周を除く範囲を覆うひとつの絶縁膜を含み、
前記絶縁膜は、前記複数のパッド電極に対応する位置に、複数の開口を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記開口は、前記第２方向に沿って断面視したときの前記第１方向の幅が、前記給電用電極から前記パッド電極に向かって広がっていることを特徴とする請求項２または３に記載のマルチビーム半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記開口を断面視したときの広がり角は６０°以上であることを特徴とする請求項４に記載のマルチビーム半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記層間絶縁層の厚さは１μｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載のマルチビーム半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記層間絶縁層は有機材料であることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記層間絶縁層は、前記複数のレーザ導波路に対応し、前記第２方向に配置される複数の絶縁膜を含み、
各絶縁膜は、対応しない給電用電極の上を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記複数のパッド電極と対応する複数の補強電極をさらに備え、
各補強電極は、対応するパッド電極と共通の電気的接続手段と接続可能なように、対応するパッド電極と隣接して配置されることを特徴とする請求項２または３に記載のマルチビーム半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記複数のパッド電極と対応する複数の補強電極をさらに備え、
各補強電極は、対応するパッド電極と共通の電気的接続手段と接続可能なように、対応するパッド電極を取り囲む形状を有することを特徴とする請求項２または３に記載のマルチビーム半導体レーザ素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、マルチビーム半導体レーザ素子に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
プリンタやヘッドマウントディスプレイ(HMD)などの電子機器には、光源として半導体レーザが用いられる。このような画像を扱う電子機器の高解像度化に対応するため、マルチビーム半導体レーザ素子が採用される。
【０００３】
レンズやＭＥＭＳミラーを小型化するため、ビームピッチを狭くすることが求められる。ビームピッチがパッド電極の幅よりも狭くなると、パッド電極を、チップ（半導体基板）の端部に寄せて形成する必要がある。この場合、パッド電極とレーザ導波路の間を接続する接続配線は、レーザ導波路を跨ぐこととなる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１３５７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、狭ビームピッチのマルチビーム半導体レーザ素子について検討し、以下の課題を認識するに至った。
【０００６】
接続配線とレーザ導波路の交差部分に注目すると、接続配線とレーザ電極の給電用電極の間には、層間絶縁膜が挿入され、積層配線構造が形成されている。このような積層配線構造は、複雑な半導体製造プロセスが必要となる。レーザ導波路のピッチがさらに狭まると、積層配線の形成が難しくなり、製造工程が煩雑となる。
【０００７】
また、層間絶縁膜上に形成した電極は密着性が悪いため、電極の幅が狭くなると剥がれやすいという問題がある。また、パッド電極の分、チップ幅が広くなるという問題がある。
【０００８】
本開示のある態様はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、レーザ共振器を跨ぐ積層配線構造が不要なマルチビーム半導体レーザ素子の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のある態様に係るマルチビーム半導体レーザ素子は、半導体基板上に、第１方向に隣接して集積化された複数のレーザ導波路と、層間絶縁膜と、複数のパッド電極と、を備える。各レーザ導波路は、第１方向と垂直な第２方向を長手とするストライプ状の給電用電極を有している。層間絶縁膜は、複数のレーザ導波路の給電用電極の上に形成される。複数のパッド電極は、層間絶縁層の上に第２方向に沿って配置される。各パッド電極には、実装時に対応する電気的接続手段が接続される。複数のパッド電極は、複数のレーザ導波路に対応しており、各パッド電極は、少なくとも一部において、対応するレーザ導波路の給電用電極とオーバーラップし、電気的に接続される。層間絶縁層は、対応しないパッド電極と給電用電極の間を絶縁し、かつ、対応しない給電用電極と電気的接続手段の間を絶縁するように形成されている。
【００１０】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明あるいは本開示の態様として有効である。さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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