(57)【要約】【課題】レーザダイオードのサイドエッジと、レーザストライプの軸との間の距離が正確に離間される。【解決手段】第１のサイドエッジと、第１のサイドエッジの反対側の第２のサイドエッジと、レーザストライプと、を有するレーザダイオードを、前記第１のサイドエッジと前記レーザストライプの軸との間の距離が正確に離間されるように、複数のレーザストライプを有する半導体材料のウェーハから生成する、レーザダイオード生成方法に関する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の平坦な取付面を有するサブマウントと、
第１の検知可能な特徴、第２の平坦な取付面、及び第３の平坦な取付面を有する第１のレーザダイオードと、
第２の検知可能な特徴及び第４の平坦な取付面を有する第２のレーザダイオードと、
を備え、
前記第１のレーザダイオードの第２取付面が前記サブマウントの第１取付面に取り付けられ、前記第２のレーザダイオードの第４取付面が、前記第１及び第２のレーザダイオードの第１及び第２の検知可能な特徴が所定距離だけ正確に離間されるように、前記第１のレーザダイオードの第３取付面に取り付けられることを特徴とする、レーザダイオードアレイ。
【請求項２】
前記第１及び第２のレーザダイオードの第１及び第２の検知可能な特徴が、各々レーザストライプである、請求項１に記載のレーザダイオードアレイ。
【請求項３】
前記第１及び第２のレーザダイオードの少なくとも１つが、複数の検知可能な特徴を有する、請求項１に記載のレーザダイオードアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、レーザダイオードアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゼログラフィック印刷は、処理能力（スループット）を高め印刷品質を向上するという方向で進展してきた。処理能力を高めることにおける現在までの試みは、受光体（例えば、感光体）の表面に同時に画像形成が行われるように多重（複数）レーザビームを使用することに焦点が当てられてきた。ゼログラフィック印刷システムの処理能力は通常、受光体表面に画像形成を行う独立的にアドレス可能なビームの数に比例する。
【０００３】
高い処理能力を達成する一つの知られた方法は、レーザダイオードのアレイを用いることである。多重の独立的にアドレス可能なダイオードは、受光体に対して並行して書き込みを行うことが可能であるので、処理能力の向上が可能である。多重レーザビームは、より高い処理能力を約束するが、多重レーザビームを用いても、より良い印刷品質が保証されるとは必ずしも限らない。
【０００４】
印刷品質の向上は一般に、スポットサイズと、スポット間隔を正確にとることとに依存する解像度の関数であった。一般的な法則では、スポットのサイズが小さくなればなるほど、より高い解像度が可能である。同様に解像度は、スポットをより密接且つより正確に離間させるほど高まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ビーム同士間の離間は一般に、２つの直交軸において、即ち接線軸及びサジタル軸において行われるのが典型的である。ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）システムにおける接平面は一般に、ミラーポリゴンの回転軸から見た上面図である。サジタル（矢状）平面は一般に、ポリゴンの１つのミラー面から見た側面図である。接平面及びサジタル平面の詳しい説明は、ＩＥＥＥの出版物の７０巻第６号（１９８２年６月）において発表された、アーバッシュ（Urbach）他著の「電子印刷のためのレーザスキャニング（Laser Scanning for Electronic Printing）」においてなされており、それを参照して本文の記載の一部とする。
【０００６】
レーザダイオードアレイは、２つの異なる種類、即ちモノリシックアレイ及び非モノリシックアレイからなるのが一般的である。レーザダイオードのモノリシックアレイは、製造プロセスにおいて単一構造として製造されるレーザストライプ（即ち、電流が流れるとレーザを発射する物質の層）アレイである。それとは対照的に、非モノリシックアレイは、単一アレイとして構成されない構造である。その代わりに、非モノリシックアレイは通常、サブマウント（補助取付台）と、はんだ、エポキシ等の方法によりサブマウントに連結される複数のレーザダイオードとを含む。
【０００７】
レーザダイオードの非モノリシックアレイについて言えば、レーザダイオードが連結されるサブマウントを精密に構成することにより、接線軸に沿う正確な離間配置が制御される。接線軸方向に正確な離間を行うと、走査線を横切って書き込みを行う２つのビームの見当合わせエラーを無くすことができ、それはカラーゼログラフィにおいて望ましいことである。
【０００８】
モノリシックアレイについて言えば、エピタキシャルデポジション、光蝕刻法、イオン注入等の半導体製造の現在の技術によって、接線軸に沿う正確な離間が可能である。これらの技術は当分野で非常に良く知られているということが理解されよう。
【０００９】
サジタル方向においてビームを正確に離間させることは、おそらく人間の視覚にとって、さらに一層重要なことである。サジタル平面において生じた誤差は、隣接する走査線間の不均一な離間となって現れる。このような誤差は一般に、肉眼で見ても明らかであると同時に、印刷の質が低下する。
【００１０】
よって、印刷の質を高めるために、サジタル平面におけるレーザダイオードビーム間の離間を正確に制御する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係る発明は、レーザダイオードアレイであって、第１の平坦な取付面を有するサブマウントと、第１の検知可能な特徴、第２の平坦な取付面、及び第３の平坦な取付面を有する第１のレーザダイオードと、第２の検知可能な特徴及び第４の平坦な取付面を有する第２のレーザダイオードと、を備え、前記第１のレーザダイオードの第２取付面が前記サブマウントの第１取付面に取り付けられ、前記第２のレーザダイオードの第４取付面が、前記第１及び第２のレーザダイオードの第１及び第２の検知可能な特徴が所定距離だけ正確に離間されるように、前記第１のレーザダイオードの第３取付面に取り付けられることを特徴とする。
【００１２】
本発明による、精密な劈開でレーザダイオードを生成するために必要な方法について説明する。表面上にレーザストライプを形成されたウェーハを、ストライプからの既知の距離の範囲内で劈開する。望ましい劈開の場所を表面上にマーク付けし、結晶方向により指示される劈開面に沿ってマークから劈開が広がるように、基板上に圧力をわずかに与えることにより、劈開が行われる。この第１の劈開の後、レーザストライプを含む１つのバーが形成される。バーの反対側でレーザストライプから始まる第２の劈開は、レーザキャビティ（空洞）の長さ（即ち、ダイオード内でレーザ光が通る長さ）を規定し、こうして単一のレーザダイオードが形成される。
【００１３】
以下に、本発明の参考となる発明について説明する。
【００１４】
本発明およびその参考となる発明は、サジタル軸に沿うレーザダイオードビームの離間を制御するための製造品及びその製造方法を包含するものである。この製造品は、それぞれのレーザストライプから発射するレーザビームにおいて正確に離間されたオフセットを有するレーザダイオードアレイを含む。本発明は、本発明の製造品を製造する方法を含む。第１の方法は、サブマウント上に第１のレーザダイオードを取り付ける方法を含む。第１のダイオードのレーザストライプを位置決めして、正確に配置することが可能である。この配置は、顕微鏡、マイクロメータ、又はその他の適切なスコープの十字線を設定することによって実行されることが可能である。一旦配置したら、既知のサジタルオフセットを生成する。顕微鏡の十字線（又は適切なスコープにおける配置手段）をサジタル方向へ既知の距離だけ移動することによって、このオフセットを生成することが可能である。第２のレーザダイオードを、そのレーザストライプの軸を配置手段に合わせて、サブマウントに取り付ける。
【００１５】
参考となる発明の第２の方法は、レーザストライプの軸から既知の距離の所に溝をエッチングすることによって、又はその他の方法でマーク付けすることによって、第１の方法をより高めるものである。第１の方法の配置ステップは、第１の方法ではレーザストライプの軸に対してであったが、第２の方法では、溝又はマークに適用される。それぞれのストライプの軸から溝までの距離を正確に維持することが可能であるとともに、一般に溝の方がレーザストライプよりもエッジ上で視覚的に見ることが容易であるので、溝からの距離を揃えることが望ましい。
【００１６】
レーザダイオードを正確にオフセットする、参考となる発明の第３の方法は、非常に正確な公差内で、ダイオードのサイドエッジから既知の距離の所にレーザストライプの軸があるようにして、ダイオードを精密に劈開（切断）することを含む。次に、ダイオードのエッジが互いに特定のオフセット関係にあるように、ダイオードを取付けて配置する。
【００１７】
本発明の１つの利点は、印刷の質の向上である。レーザダイオードを正確にサジタル方向に離間させることは、隣接する走査線が、高い度合の公差内にあることを保証する。この正確なサジタル方向の離間により、人間の肉眼でも見える、走査線の離間に関するあらゆる欠点がなくなる。
【００１８】
本発明の参考となる発明によれば、サブマウントと複数のレーザダイオードとを含むレーザダイオードアレイであって、前記サブマウントが、少なくとも１対の段同士が正確に離間されるようにして形成された複数の段を有し、前記複数のレーザダイオードが前記段上に取り付けられる。
【００１９】
本発明の参考となる発明によれば、サブマウントと複数のレーザダイオードとを含むレーザダイオードアレイであって、各前記ダイオードが、検知可能な特徴を有し、前記ダイオードが、少なくとも１対のレーザダイオードの検知可能な特徴同士間に正確な離間が行われるように前記サブマウント上に搭載され、１つの前記ダイオードの検知可能な特徴がレーザストライプである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、サジタル軸に沿うレーザダイオードビームの離間を制御するための幾つかの方法が提供される。
【００２１】
本発明では、印刷の質が向上する。また、レーザダイオードを正確にサジタル方向に離間させることにより、隣接する走査線が、高い度合の公差内にあることが保証される。この正確なサジタル方向の離間により、人間の肉眼でも見える、走査線の離間に関するあらゆる欠点がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、レーザダイオードアレイの１つの実施例を示す。このアレイ１０は、サブマウント１４と、サブマウント１４に連結されるレーザダイオード１２ａ及び１２ｂとを含む。さらにサブマウント１４は、基部１６と、レーザダイオードが連結されるバー１８とを含む。ダイオード１２ａ及び１２ｂは、ｐ側を下にして（即ちそれらのレーザストライプが取付け面に隣接するようにして）バー１８に取り付けられる。光ビーム２０ａ及び２０ｂはそれぞれ、ダイオード１２ａ及び１２ｂのレーザストライプから発射するように図示される。図１で示す構造は、アレイ構造の１つのタイプを示すに過ぎず、本発明の方法は、ここで示す実施例に限定されるべきではないことが理解されよう。実際、本発明の方法は、ダイオードがあらゆるサブマウント構造上に正確に取り付けられるあらゆるアレイ構造に対して有効である。
【００２３】
本発明の第１の方法を、図２に関して述べる。図２は、図１で示した構造の正面図であり、それはダイオードにおいて適切なサジタル方向のオフセットを有している。この構造体を形成するプロセスの第１ステップは、第１のダイオード、即ち１２ａを、ｐ側を下にしてバーに配置し、はんだ又はその他の方法でバーに固着することである。個々のダイオードのサイズが極めて小さいために、ダイオードを吸引コレットの助力により所定位置に保持することが可能である。顕微鏡、マイクロメータ、又は同様のイメージスコープを用いて、レーザストライプ３０ａの軸を位置決めし、スコープの十字線（又は同様の位置決めマーク）でその位置を示す。次に十字線を、サジタル平面において、或る望ましいオフセット３４だけ相対的に変位させる。この相対的変位は、固定されたダイオードに対して十字線を動かすか、又は固定された十字線に対してわずかにダイオードを移動させるかのどちらかにより行われることが可能である。次に第２のダイオード１２ｂを所定位置に置き、そのレーザストライプの軸を十字線に整合させる。こうしてダイオード１２ｂが所定位置に保持されると、ダイオードをバー１８に固定させる。距離３４は、２つのダイオードの最終的且つ望ましいサジタル方向のオフセットを示す。距離３２は、最終的な接線方向のオフセットを示す。
【００２４】
距離３２は接線方向のオフセットとして、そして距離３４はサジタル方向のオフセットとして示されるが、どちらの距離（又はこのような距離の成分）も、光学的な軸線の回りでサブマウントを回転させるだけで、接平面又はサジタル平面おいてオフセットを生じる距離のどちらにもなり得るということが理解されるべきである。本発明を説明する目的で、距離３２が接平面におけるオフセットを規定し、距離３４がサジタル平面におけるオフセットを規定するようにして、図面で示す構造を整合（位置合わせ）させることを前提とする。
【００２５】
第１の方法は、ダイオードの正面図においてダイオードのレーザストライプが見えることを前提とするということが理解されよう。しかしながら、レーザストライプが正面から正確に見えない場合には、本発明の第２の方法を使用することが可能である。図３は、レーザストライプから正確な距離を置いた所でダイオードの表面にエッチングされた溝４０ａ及び４０ｂを有するアレイ構造を示す。これらの溝は、レーザストライプから正確に離間された、目で見ることの可能な位置決めマークとしての働きを有する。レーザストライプから既知の距離を置いて溝をエッチングすることは、半導体処理の方法において当業者には良く知られていることである。更にこの距離を、現在の光蝕刻法の公差内で正確に維持することができるということが理解されよう。別の具体例では、エッチングされた溝の代わりとなるマークを位置決めマークとして刻むことも可能である。
【００２６】
図３におけるサジタル方向のオフセットを生成する第２の方法は、第１の方法に類似する−第１のダイオードを配置し、レーザストライプの軸の代わりとなるエッチングされた溝からオフセットを決定することが唯一の違いである。エッチングされた溝は一般的には正面端から見つける（スポットする）ことが一層容易であるので、第１の方法よりも適用が容易であるはずである。
【００２７】
第３の方法により生じる構造を図４で示す。図４では、ダイオードのサイドエッジ５０ａ及び５０ｂにより規定される距離３４だけ距離をとった望ましいサジタル方向のオフセットでダイオードを設置する。サジタル方向のオフセットを正確にするために、レーザストライプの軸とサイドエッジとの間の距離が正確でなければならない。レーザストライプとサイドエッジとの間の正確な距離を有するレーザダイオードを作成する方法を、図５の（Ａ）〜（Ｅ）において示す。
【００２８】
図５の（Ａ）は、良く知られた半導体製造技術により構成されるレーザストライプ６２のウェーハ６０を示す。各ストライプは、仕上がったレーザダイオードにおけるレーザキャビティの方向を規定する軸を有する。図５の（Ｂ）で示す第１のステップは、ストライプの軸に顕微鏡の十字線を整合させ、或る望ましい距離６６（この好適実施例では約５μｍ）のオフセットへ刻み目をつける道具を移動させることである。刻み目をつける道具を所定位置に置いて、基板のエッジ又はストライプに沿った或るその他の位置に、短い刻み目マークを付ける。初期マーク付けがなされると、マークにかかるわずかな圧力により、原子的許容内で、レーザストライプ６２の軸に平行する正確な距離６６を維持する劈開６４（後にバーのエッジとなる）が結晶質基板において生じる。この劈開ステップが、基板上の多くのストライプに対して繰り返され、図５の（Ｃ）で示すようないくつかのバーが生じる。このように近接した状態では、初期刻み目マークがストライプを損傷する可能性があるが、劈開が、平行な原子面の非常に狭い範囲に限られるので、劈開はストライプを損傷しない。従って、レイジング（レーザ発射）ストライプに対する損傷の可能性は、初期刻み目の近辺に限られる。
【００２９】
図５の（Ｃ）のバーを得たら、図５の（Ｄ）で示すような個々のレーザダイオードを生成するために、また別のセットの劈開が作られる。バーのエッジ６５において、正確に制御された刻みをつける道具が、レーザダイオードキャビティに対する望ましい長さに位置合わせされて、刻み目マークを付ける。先に述べたように、この刻み目マークにかかるわずかな圧力が、望ましいレーザキャビティの長さとなる劈開６８を生じる。この劈開ステップは、図５の（Ｅ）で示す個々のレーザダイオード７０のセットを生じるために必要な回数実行される。エッジ６４とストライプ６２の軸との間の距離６６が、図４で示す最終的なアレイ構造を形成するために必要な正確な公差範囲内にあるようにダイオード７０が構成されるということが理解されよう。
【００３０】
劈開を行うことは当分野で良く知られているが、レーザダイオードを劈開する通常の方法は、まずレーザキャビティの長さを規定するためにレーザストライプを横方向に横切るように劈開を生じ、次にレーザストライプに平行な方向に劈開を生じるというものである。最初にレーザキャビティの長さを劈開する理由は２つある；１つは、一般にこの劈開により、非常に平坦なファセットミラーが残ること、そして２つめは、この第１の劈開により、結果として生じたバーに沿っていくつかのファセットミラーが露呈されることであり、よって、ファセットミラーのコーティングが、全体のバーに沿って大量に生成され得る。
【００３１】
上述の方法の全ては、レーザダイオードのペアを正確に離間するために、何らかの形状の可視特徴を用いるということが理解されるであろう。このような可視特徴は、レーザストライプ、エッチングされた溝、刻み目マーク、正確に劈開されたエッジ等を含む。さらに、その他の様々な可視マークが当業者には明らかであるとともに、本発明はここに挙げた特徴に限定されないということが理解されよう。加えて、必ずしも目に見えるものとは限らないその他の検知可能な特徴を用いる方法もまた、当業者には容易に明らかであろう。例えば、目に見えるということ以外の手段により正確に位置決めされることの可能な局所化可能な特徴（例えば、電界、磁界、放射性放出、又はその他のタイプの効果）を有する種々の染め付けや故意に生じた汚れ目も、使用可能である。
【００３２】
ビームを密接的に離間する別のレーザアレイ構造を図６で示す。図６は別法のレーザアレイ構造８０の側面図である。構造８０は、サブマウント８２と、レーザダイオード８４ａ、８６ａ、８８ａとを含み、レーザダイオード８４ａ、８６ａ、８８ａはそれぞれ、レーザストライプ８４ｂ、８６ｂ、８８ｂを有する。距離９０、９２、９４は、図６におけるレーザダイオードの対になり得る全てのペアのオフセットを規定する。構造８０はさらに、機械、又はデポジション（付着）、エッチング、光蝕刻法等の半導体製造技術により作成され正確に離間された高さを違える様々な段を有するサブマウント８２を含む。個々のレーザダイオードは、このような段上に取り付けられるか、又は周知の製造技術によって一体的に形成されてもよい。
【００３３】
本発明の原理に従うさらに別の実施例を図７で示す。図７のアレイ１００は基板１０２を含み、基板１０２は、正確な離間距離１０６をとってエッチングされた溝１０４ａ及び１０４ｂを有する。正確なエッチングは、現在の光蝕刻（フォトリソグラフィック）技術によって実行されることが可能であることが理解されよう。基板の頂部には、エッチングされた溝にそれぞれのエッジを整合させて、ダイオード１０８ａ及び１０８ｂを搭載する。レーザダイオード１０８ａ及び１０８ｂは、整合された各エッジとストライプ１０９ａ及び１０９ｂのそれぞれの軸との間の距離１１０ａ及び１１０ｂが正確な距離をとるようになされている。このように正確に距離をとることは、図５を用いて説明したような劈開法により達成されることが可能である。距離１０６及び距離１１０ａ及び１１０ｂが正確に離間されるので、２つの各ストライプの軸同士間の距離１１２が正確に離間される。
【００３４】
本発明のさらに別の実施例を図８で示す。レーザアレイ構造１２０は、サブマウント基部１２２と、レーザストライプ１２６ａ及び１２６ｂをそれぞれが有するレーザダイオード１２４ａ及び１２４ｂと、を含む。構造１２０は、先に説明した構成方法のいずれかを用いて構成され得る。例えば、構造１２０は、第１のダイオードをサブマウント上に搭載し、次に第２のダイオードのレーザストライプの軸を、正確に離間された位置に（適切なスコープ等を用いて）整合させることによって、構成されることが可能である。別法としては、ノッチ（切り目）１２８ａ及び１２８ｂを（エッチングするか刻み目を入れるかして）形成し、レーザストライプ１２６ａ及び１２６ｂのそれぞれの軸からノッチを正確に離間させることが可能である。次にダイオードを、レーザストライプの軸の代わりに直接的にノッチを基準にして取り付けることが可能である。最後に、ダイオード１２４ａ及び１２４ｂは、距離１３０ａ及び１３０ｂを正確に離間させるようにして劈開されることができる。ダイオードの取付けは、その場合には、ストライプの軸の代わりに、劈開されたエッジを基準にして実行されることができる。図８におけるオフセットは、サブマウント基部表面上で正確に離間されて作り出されることが理解されよう。対照的に、図２〜図４でのオフセットは、基部１６の表面から外方向に正確に離間されて作り出される。
【００３５】
本文で好適とする実施例と図面は、２つ又は３つのレーザダイオードのみを含むアレイを示すものであるが、本発明の方法は、任意の数のレーザダイオードのアレイを生成するように適切に使用されることが可能であるということが理解されよう。図９は、本発明の原理に従って製造された２つ以上のレーザダイオードを有するアレイを示す、さらに別の実施例である。アレイ中のあらゆる２つのレーザストライプ同士間のオフセットは、先に述べた技術を用いて正確に離間される。例えば、オフセット１４０ａ、１４０ｂ、及び１４０ｃは、正確に離間されたものである。
【００３６】
要約すれば、密接的に離間されたビーム有するレーザダイオードのアレイを、本発明の原理に従って示した。既知のサジタル方向オフセットを有するレーザダイオードアレイを作成する方法について説明した。１つのエッジとレーザストライプの軸との間に正確な距離を有するレーザダイオードを生成する別の方法についても述べた。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ここで好適であるとするサブマウントを用いるレーザダイオードアレイの１つの実施例の斜視図である。
【図２】ダイオードのレーザストライプ同士間の望ましいサジタル方向オフセットを有するアレイ構造の正面図であり、第１の方法のステップによりサジタル方向オフセットを生成された構造である。
【図３】第２の方法により得られる望ましいサジタル方向オフセットを有するアレイ構造の正面図である。
【図４】第３の方法によって得られる望ましいサジタル方向オフセットを有するアレイ構造の正面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、ダイオードのレーザストライプをダイオードのサイドエッジから非常に正確に離間させるようにレーザダイオードのウェーハを処理するステップを示す。
【図６】本発明の原理に従って作成された別法のレーザダイオード構造の正面図であり、その構造は基部の中に形成され正確に離間された段を有しており、レーザダイオードが、このような正確に離間された段上に取り付けられている。
【図７】本発明の別の実施例を示す。基部表面上及びレーザダイオード上に可視特徴を用いることによって、サブマウント基部の表面の方向でレーザストライプ同士間の正確な離間が維持される。
【図８】本発明のさらに別の実施例である。レーザダイオード上の可視特徴の使用により、レーザストライプ同士間の正確な離間が、サブマウント基部の表面方向で維持される。
【図９】本発明のさらに別の実施例である。この図で示すアレイは２つ以上のダイオードを有しており、レーザダイオードのあらゆるペアが本発明の原理に従って正確に離間されている。
【符号の説明】
【００３８】
１２ａ、１２ｂ    レーザダイオード
２０ａ、２０ｂ    光ビーム
１４    サブマウント
１６    基部
１８    バー
３０ａ、３０ｂ    レーザダイオード
６０    ウェーハ
６２    レーザストライプ
６４、６８    劈開
７０    ダイオード
【図１】
2008263238.tif 000003
【図２】
2008263238.tif 000004
【図３】
2008263238.tif 000005
【図４】
2008263238.tif 000006
【図５】
2008263238.tif 000007
【図６】
2008263238.tif 000008
【図７】
2008263238.tif 000009
【図８】
2008263238.tif 000010
【図９】
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