(57)【要約】【課題】上部電極と下部電極とを短絡させることなく、放熱板に接合可能な面発光レーザアレイを提供すること。【解決手段】下部反射鏡と、活性層を含む共振器領域と、上部反射鏡とを含むメサを有する垂直共振器型の面発光レーザ素子により形成された発光部を複数備える発光領域を有する面発光レーザアレイであって、前記発光領域の周囲を囲むように形成された電極パッド部と、前記電極パッド部の周囲を囲むように形成され、前記電極パッド部と電気的に絶縁された壁とを有することを特徴とする面発光レーザアレイにより上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部反射鏡と、活性層を含む共振器領域と、上部反射鏡とを含む面発光レーザ素子により形成された発光部を複数備える発光領域を有する面発光レーザアレイであって、
前記発光領域の周囲を囲むように形成された電極パッド部と、
前記電極パッド部の周囲を囲むように形成され、前記電極パッド部と電気的に絶縁された壁と
を有することを特徴とする面発光レーザアレイ。
【請求項２】
前記壁は、前記電極パッド部との間に隙間をもって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザアレイ。
【請求項３】
前記壁は、前記電極パッド部との間に隙間をもって形成された第１の壁と、前記第１の壁よりも外周側に、前記第１の壁との間に隙間をもって形成された第２の壁とを有することを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザアレイ。
【請求項４】
前記壁は、絶縁膜の上面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の面発光レーザアレイ。
【請求項５】
前記壁は、金属を含む材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の面発光レーザアレイ。
【請求項６】
表面に金属膜パターンが形成された絶縁性の放熱板を有し、
前記面発光レーザアレイが、接合材により前記放熱板の前記金属膜パターンに接合されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の面発光レーザアレイ。
【請求項７】
前記接合材は、ＡｕとＳｎとを含む材料により形成されていることを特徴とする請求項６に記載の面発光レーザアレイ。
【請求項８】
前記接合材は、Ａｇを含む材料により形成されていることを特徴とする請求項６に記載の面発光レーザアレイ。
【請求項９】
下部反射鏡と、活性層を含む共振器領域と、上部反射鏡とを含むメサを有する垂直共振器型の面発光レーザ素子により形成された発光部を複数備える発光領域を有する面発光レーザアレイの製造方法であって、
前記発光領域の周囲を囲むように電極パッド部を形成する工程と、
前記電極パッド部の周囲を囲むように、前記電極パッド部と電気的に絶縁された壁を形成する工程と、
を有することを特徴とする面発光レーザアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光レーザアレイ及び面発光レーザアレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高出力レーザ用の光源として、複数の面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）を二次元的に配置した面発光レーザアレイが知られている。面発光レーザアレイは、ＧａＡｓ等の基板と、基板の上に形成された下部半導体ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）と、下部半導体ＤＢＲの上に形成された活性層と、活性層の上に形成された上部半導体ＤＢＲとを含む。
【０００３】
このような面発光レーザアレイにおいては、それぞれの面発光レーザ素子を同時に発光させて高出力とする場合、活性層で発生する熱が出力に影響を及ぼす場合がある。これは、活性層が熱抵抗の高い基板、下部半導体ＤＢＲ、上部半導体ＤＢＲ等により挟み込まれた構造となっており、面発光レーザ素子を発光させることにより活性層の温度が上昇するからである。
【０００４】
そこで、従来では、面発光レーザアレイの基板を除去して、はんだ等の接合材を用いて放熱板を接合することにより、放熱板を介して活性層で発生する熱を外部へ放出し、活性層の温度の上昇を抑制する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の方法では、基板が除去された面発光レーザアレイを放熱板に接合する際、面発光レーザアレイの接合面と反対側の面まで接合材が回り込み、この面に形成された上部電極と接触する場合がある。これは、基板が除去された面発光レーザアレイの厚さが１０μｍ程度と薄いためである。
【０００６】
このように、接合材が上部電極と接触すると、上部電極は接合材を介して面発光レーザアレイの接合面に形成された下部電極と電気的に短絡し、発光不良等が生じるおそれがある。
【０００７】
そこで、上記課題に鑑み、上部電極と下部電極とを短絡させることなく、放熱板に接合可能な面発光レーザアレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る面発光レーザアレイは、
下部反射鏡と、活性層を含む共振器領域と、上部反射鏡とを含むメサを有する垂直共振器型の面発光レーザ素子により形成された発光部を複数備える発光領域を有する面発光レーザアレイであって、
前記発光領域の周囲を囲むように形成された電極パッド部と、
前記電極パッド部の周囲を囲むように形成され、前記電極パッド部と電気的に絶縁された壁と
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、上部電極と下部電極とを短絡させることなく、放熱板に接合可能な面発光レーザアレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の面発光レーザアレイの概略平面図
【図２】第１実施形態の面発光レーザアレイの概略断面図
【図３】放熱板に実装された面発光レーザアレイを示す概略平面図
【図４】放熱板に実装された面発光レーザアレイを示す概略断面図
【図５】第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図（１）
【図６】第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図（２）
【図７】第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図（３）
【図８】第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図（４）
【図９】第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図（５）
【図１０】第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図（６）
【図１１】第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図（７）
【図１２】第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図（８）
【図１３】第２実施形態の面発光レーザアレイを説明する図（１）
【図１４】第２実施形態の面発光レーザアレイを説明する図（２）
【図１５】第３実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略平面図（１）
【図１６】第３実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略平面図（２）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１２】
本実施形態の面発光レーザアレイは、例えば、レーザ点火プラグの光源、複合機等の光書き込み用の光源、レーザ加工機の加工用レーザに好適に用いることができるレーザアレイである。
【００１３】
〔第１実施形態〕
第１実施形態の面発光レーザアレイについて、図１及び図２に基づき説明する。図１は、第１実施形態の面発光レーザアレイの概略平面図である。図２は、第１実施形態の面発光レーザアレイの概略断面図であり、図１における一点鎖線１Ａ−１Ｂにおいて切断したときの断面を示している。なお、図２では、１個の発光部と電極パッド部とを図示している。
【００１４】
図１に示すように、面発光レーザアレイ１は、二次元的に配列された複数の発光部１００と、複数の発光部１００が配列された領域（以下「発光領域ＬＡ」ともいう。）の周囲を囲むように形成された電極パッド部２００と、電極パッド部２００の周囲を囲むように形成された壁３００とを有する。本実施形態では、発光領域ＬＡは平面視で矩形状に形成されている。
【００１５】
複数の発光部１００のそれぞれは、同一構造の面発光レーザ素子により形成されており、例えば、発振波長が８０８ｎｍ帯の垂直共振器型のレーザ素子により形成されている。なお、発振波長は、用途に応じて選択することができ、８０８ｎｍに限定されるものではない。
【００１６】
図２に示すように、発光部１００は、バッファ層１０１、下部半導体ＤＢＲ１０２、下部スペーサ層１０３、活性層１０４、上部スペーサ層１０５、上部半導体ＤＢＲ１０６、選択酸化層１０７、コンタクト層１０８、層間膜１０９、上部電極１１０及び下部電極１１１を有する。なお、下部半導体ＤＢＲ１０２及び上部半導体ＤＢＲ１０６を、それぞれ下部反射鏡及び上部反射鏡と称する場合がある。
【００１７】
そして、活性層１０４、上部スペーサ層１０５、上部半導体ＤＢＲ１０６及びコンタクト層１０８の一部を除去することにより、メサ１２０が形成されている。この場合、エッチングにより露出した下部スペーサ層１０３の上面がメサ１２０周辺の底面１２０ａとなる。
【００１８】
バッファ層１０１は、下部電極１１１の上に形成されており、例えば、ｎ−ＧａＡｓにより形成されている。
【００１９】
下部半導体ＤＢＲ１０２は、バッファ層１０１の上に形成されている。下部半導体ＤＢＲ１０２は、例えば、ｎ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層と、ｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層とを含み、低屈折率層と高屈折率層の対を１周期としたものを４０．５周期形成したものである。
【００２０】
下部半導体ＤＢＲ１０２の各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた、例えば、厚さが２０ｎｍ程度の組成傾斜層を設けてもよい。この場合、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするとλ／４の光学的厚さとなるように定められる。なお、光学的厚さとその層の実際の厚さについては以下の関係がある。例えば、光学的厚さがλ／４の場合、その層の実際の厚さＤは、Ｄ＝λ／４Ｎ（但し、Ｎはその層の媒質の屈折率）である。
【００２１】
下部スペーサ層１０３は、下部半導体ＤＢＲ１０２の上に形成されており、例えば、ノンドープのＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓにより形成されている。
【００２２】
活性層１０４は、下部スペーサ層１０３の上に形成されており、例えば、３層の量子井戸層と４層の障壁層とにより形成されている。各量子井戸層は、例えば、Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ａｓにより形成され、各障壁層は、例えば、Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓにより形成されている。活性層１０４は、出射されるレーザ光の波長が８０８ｎｍ帯となるような厚さに定められている。
【００２３】
上部スペーサ層１０５は、活性層１０４の上に形成されており、例えば、ノンドープのＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓにより形成されている。
【００２４】
なお、下部スペーサ層１０３と活性層１０４と上部スペーサ層１０５とを含む部分は、共振器領域とも称され、その厚さが１波長の光学的厚さとなるように定められている。なお、活性層１０４は、高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布における腹に対応する位置である共振器領域の中央に形成されている。
【００２５】
上部半導体ＤＢＲ１０６は、上部スペーサ層１０５の上に形成されている。上部半導体ＤＢＲ１０６は、例えば、ｐ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層とｐ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層とを含み、低屈折率層と高屈折率層の対を１周期としたものを２５周期形成したものである。上部半導体ＤＢＲ１０６の各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層を設けてもよい。この場合、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするとλ／４の光学的厚さとなるように定められる。上部半導体ＤＢＲ１０６における低屈折率層の１つには、例えば、ＡｌＡｓからなる選択酸化層１０７が形成されている。
【００２６】
選択酸化層１０７は、例えば、メサ１２０の側面から水蒸気等により酸化させ、メサ１２０の中央部にＡｌの酸化層１０７ａによって囲まれた酸化されていない領域１０７ｂを形成したものである。この酸化されていない領域１０７ｂが電流通過領域である。
【００２７】
コンタクト層１０８は、上部半導体ＤＢＲ１０６の上に形成されており、例えば、ｐ−ＧａＡｓにより形成されている。
【００２８】
なお、以上のように複数の半導体層が積層された構造体を、以降、便宜上「積層体」と称する場合がある。
【００２９】
層間膜１０９は、メサ１２０の上面の一部、メサ１２０の側面及びメサ１２０周辺の底面１２０ａを覆うように形成された絶縁膜であり、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）により形成されている。
【００３０】
上部電極１１０は、層間膜１０９の上に形成されたｐ側電極であり、メサ１２０の最上層であるコンタクト層１０８のコンタクト領域１０８ａと接触している。上部電極１１０は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕがこの順番で積層された多層膜（金属膜）により形成されている。
【００３１】
下部電極１１１は、バッファ層１０１の下部半導体ＤＢＲ１０２が形成されていない側の面に形成されたｎ側電極であり、例えば、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕがこの順番で積層された多層膜（金属膜）により形成されている。
【００３２】
電極パッド部２００は、発光領域ＬＡの周囲を囲むように形成されており、発光部１００の上部電極１１０と電気的に接続された部分である。
【００３３】
壁３００は、層間膜１０９の上に、電極パッド部２００の周囲を囲むように形成されており、電極パッド部２００と電気的に絶縁されている。壁３００は、電極パッド部２００と電気的に絶縁されていればよく、例えば、金属膜、絶縁膜により形成されている。壁３００として金属膜を用いる場合、電極パッド部２００との間に隙間Ｇ１をもって壁３００を形成することにより、壁３００と電極パッド部２００とを電気的に絶縁することができる。壁３００が絶縁膜により形成されている場合、壁３００は電極パッド部２００との間に隙間Ｇ１をもって形成されていてもよく、電極パッド部２００と隣接して形成されていてもよい。
【００３４】
金属膜としては、例えば、上部電極１１０と同じ材料であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕがこの順番で積層された多層膜（金属膜）を用いることが好ましい。これにより、上部電極１１０と壁３００とを同一の工程で形成することができるため、製造プロセスを簡略化することができる。
【００３５】
絶縁膜としては、例えば、層間膜１０９と同じ材料であるＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ２を用いることが好ましい。これにより、層間膜１０９と壁３００との間の密着性を高めることができるため、壁３００の信頼性を向上させることができる。
【００３６】
また、壁３００の断面形状は、例えば、矩形状とすることができる。また、壁３００の断面形状は、例えば、層間膜１０９に接する側の第１辺が、第１辺と対向する第２辺よりも短い台形状としてもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、壁３００は、積層体の上に形成された層間膜１０９の上に形成されているが、これに限定されない。壁３００は、電極パッド部２００の周囲を囲むように形成され、電極パッド部２００と電気的に絶縁されていればよく、例えば、積層体が形成されていない領域に形成された層間膜１０９の上に形成されていてもよい。
【００３８】
次に、放熱板に実装された面発光レーザアレイについて、図３及び図４に基づき説明する。図３は、放熱板に実装された面発光レーザアレイを示す概略平面図である。図４は、放熱板に実装された面発光レーザアレイを示す概略断面図であり、図３における一点鎖線３Ａ−３Ｂにおいて切断したときの断面を示している。なお、図４では、１個の発光部と電極パッド部とを図示している。
【００３９】
図３及び図４に示すように、面発光レーザアレイ１は、接合材４０２により放熱板４０１に実装される。このとき、面発光レーザアレイ１の電極パッド部２００は、ボンディングワイヤ４０３を介して放熱板４０１に形成された第２金属膜パターン４０１ｂと接続される。
【００４０】
放熱板４０１は、面発光レーザアレイ１の下部電極１１１側に接合材４０２を介して接合されており、熱伝導性が高く、絶縁性を有する材料、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）により形成された板状部材である。放熱板４０１には、例えば、第１金属膜パターン４０１ａ及び第２金属膜パターン４０１ｂが形成されている。第１金属膜パターン４０１ａ及び第２金属膜パターン４０１ｂは、例えば、厚さが１μｍ程度のＡｕ薄膜により形成されている。
【００４１】
接合材４０２は、面発光レーザアレイ１の下部電極１１１と放熱板４０１に形成された第１金属膜パターン４０１ａとの間に形成されており、下部電極１１１と放熱板４０１とを熱的及び電気的に接合する部材である。また、接合材４０２は、面発光レーザアレイ１の側面にも形成されている。
【００４２】
接合材４０２としては、例えば、取り扱いが容易であるという観点から、ペースト状のはんだを用いることが好ましい。また、接合材４０２としては、ＡｕＳｎを含む材料を用いてもよい。ＡｕＳｎを含む材料を用いると、面発光レーザアレイ１と放熱板４０１とを接合する際にフラックスが不要となるため、フラックスの残留等による電気抵抗の増大が発生しない。また、ＡｕＳｎは材料として安定であるため、長期信頼性が向上する。また、接合材４０２としては、Ａｇを含む焼結材料を用いてもよい。焼結したＡｇは内部には隙間が形成されているため、Ａｇを含む焼結材料を用いると、面発光レーザアレイ１の熱膨張係数と放熱板４０１の熱膨張係数との違いにより発生する応力を吸収することができる。これにより、面発光レーザアレイ１と放熱板４０１との間の熱膨張係数の差が大きい場合であっても接合することが可能となる。
【００４３】
ボンディングワイヤ４０３は、面発光レーザアレイ１の電極パッド部２００と放熱板４０１に形成された第２金属膜パターン４０１ｂとを電気的に接続するワイヤであり、例えば、Ａｕにより形成されている。
【００４４】
次に、第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法の一例について、図５から図１２に基づき説明する。図５から図１２は、第１実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図である。
【００４５】
まず、基板１５１の上に、エッチングストップ層（図示せず）を形成し、エッチングストップ層の上に結晶成長によって積層体を形成する。基板１５１としては、例えば、ＧａＡｓ基板を用いることができる。結晶成長の方法としては、例えば、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Metal-Organic Chemical Vapor Deposition）法を用いることができる。ＭＯＣＶＤ法により積層体を形成する場合、ＩＩＩ族の原料にはトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、Ｖ族の原料にはアルシン（ＡｓＨ３）を用いることができる。また、ｐ型ドーパントの原料には四臭化炭素（ＣＢｒ４）、ｎ型ドーパントの原料にはセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）を用いることができる。なお、結晶成長の方法としては、分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法を用いてもよい。
【００４６】
次に、積層体の上に、メサ１２０を形成する領域に対応するレジストパターンを形成する。レジストパターンとしては、例えば、１辺が２５μｍの正方形状のパターンをアレイ状に配置するパターンとすることができる。
【００４７】
次に、メサ１２０を形成する。具体的には、誘導結合型プラズマを用いた反応性イオンエッチングにより、レジストパターンをマスクとして、積層体にメサ１２０を形成し、レジストパターンを除去する。
【００４８】
次に、水蒸気中で熱処理することでメサ１２０の外周部（側面）から選択酸化層１０７を選択的に酸化する。そして、メサ１２０の中央部にＡｌの酸化層１０７ａによって囲まれた酸化されていない領域１０７ｂを残留させる。これにより、発光部１００の駆動電流の経路をメサ１２０の中央部だけに制限する酸化狭窄構造体が形成される。
【００４９】
次に、積層体を加熱炉で加熱する。具体的には、窒素雰囲気中において、３８０℃〜４００℃の温度で３分間加熱する。これにより、大気中で積層体の表面に付着した酸素や水、もしくは加熱処理用のチャンバ内の微量な酸素や水により形成される自然酸化膜が、窒素雰囲気中での加熱処理により安定した不動態皮膜になる。
【００５０】
次に、積層体の上に、層間膜１０９を形成する。具体的には、ＣＶＤ法により層間膜１０９を成膜する。
【００５１】
次に、層間膜１０９をパターニングする。具体的には、フォトリソグラフィ法によりレジストパターンを形成し、形成したレジストパターンをマスクとしてウェットエッチング法により層間膜１０９をパターニングする。エッチング液としては、例えば、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いることができる。
【００５２】
次に、上部電極１１０及び壁３００を形成する。具体的には、上部電極１１０及び壁３００を形成する領域が開口したレジストパターンを形成し、レジストパターンの上に蒸着法により電極材料を蒸着し、電極材料をリフトオフすることにより、上部電極１１０及び壁３００を形成する。
【００５３】
次に、スクライブ・ブレーキングにより、チップ毎に切断する。これにより、図５に示すチップが完成する。
【００５４】
次に、チップを搬送用基板１５３に接合する。具体的には、図６に示すように、チップ上に仮接合材１５２を塗布し、図７に示すように、搬送用基板１５３をチップ上に載置し、真空中で加熱することにより、チップを搬送用基板１５３に接合する。仮接合材１５２としては、例えば、ワックスを用いることができる。搬送用基板１５３としては、例えば、ガラス板を用いることができる。
【００５５】
次に、図８に示すように、基板１５１及びエッチングストップ層（図示せず）を除去する。具体的には、ウェットエッチング法により、基板１５１及びエッチングストップ層を除去する。エッチング液としては、公知のものを用いることができる。
【００５６】
次に、図９に示すように、バッファ層１０１の下部半導体ＤＢＲ１０２が形成されていない側の面に下部電極１１１を形成する。具体的には、バッファ層１０１の下部半導体ＤＢＲ１０２が形成されていない側の面に蒸着法により電極材料を蒸着することにより、下部電極１１１を形成する。これにより、面発光レーザアレイ１が形成される。なお、下部電極１１１については、チップと搬送用基板１５３とを接合する前に形成してもよい。
【００５７】
次に、図１０に示すように、搬送用基板１５３に接合された面発光レーザアレイ１を接合材４０２により放熱板４０１に接合する。具体的には、２００℃〜３００℃に加熱したホットプレート上において、第１金属膜パターン４０１ａの上に接合材４０２を塗布し、接合材４０２の上に面発光レーザアレイ１を載置することで、第１金属膜パターン４０１ａとチップの下部電極１１１とを接合する。
【００５８】
次に、図１１に示すように、面発光レーザアレイ１から搬送用基板１５３を除去する。具体的には、放熱板４０１に接合された面発光レーザアレイ１を有機溶剤に浸漬し、仮接合材１５２を溶かすことにより、放熱板４０１に接合されたチップから搬送用基板１５３を除去する。
【００５９】
次に、熱処理により、上部電極１１０及び下部電極１１１のオーミック接触を形成する。
【００６０】
次に、図１２に示すように、放熱板４０１の第２金属膜パターン４０１ｂとチップの電極パッド部２００とをボンディングワイヤ４０３により電気的に接続する。
【００６１】
以上により、第１実施形態の面発光レーザアレイ１を製造し、面発光レーザアレイ１を放熱板４０１に実装することができる。
【００６２】
ところで、基板１５１が除去された面発光レーザアレイ１を接合材４０２により放熱板４０１に接合する際、放熱板４０１に塗布された接合材４０２が面発光レーザアレイ１の上部電極１１０側の面まで回り込む場合がある。これは、基板１５１が除去された面発光レーザアレイ１の厚さは１０μｍ程度と薄いためである。そして、接合材４０２が面発光レーザアレイ１の上部電極１１０側に面まで回り込むと、接合材４０２が上部電極１１０と接触し、電気的に短絡する場合がある。
【００６３】
しかしながら、第１実施形態の面発光レーザアレイ１は、電極パッド部２００の周囲を囲むように壁３００が形成されている。これにより、基板１５１が除去された面発光レーザアレイ１を放熱板４０１に接合する場合であっても、接合材４０２が面発光レーザアレイ１の上面に回り込み、電極パッド部２００と接触することが抑制される。このため、面発光レーザアレイ１の上部電極１１０と下部電極１１１とが接合材４０２を介して電気的に短絡することを抑制することができる。その結果、面発光レーザアレイ１が発光しない発光不良等の発生を抑制できる。
【００６４】
また、第１実施形態の面発光レーザアレイ１は、面発光レーザアレイ１の下部電極１１１側の基板１５１が除去されているため、面発光レーザアレイ１と放熱板４０１との間に基板１５１が存在しない。これにより、放熱板４０１を介して面発光レーザアレイ１の活性層１０４で発生する熱を効率よく外部へ放出し、活性層１０４の温度上昇を抑制することができる。このため、活性層１０４の温度上昇による面発光レーザアレイ１の出力低下を抑制できる。
【００６５】
〔第２実施形態〕
第２実施形態の面発光レーザアレイについて、図１３及び図１４に基づき説明する。図１３は、第２実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略平面図である。図１４は、第２実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略断面図であり、図１３における一点鎖線１３Ａ−１３Ｂにおいて切断したときの断面を示している。なお、図１４では、１個の発光部と電極パッド部とを図示している。
【００６６】
第２実施形態の面発光レーザアレイ２は、電極パッド部２００の周囲を囲むように形成された壁３００が、第１の壁３０１と第２の壁３０２とにより形成されている点で、第１実施形態の面発光レーザアレイ１と異なる。なお、第２実施形態の面発光レーザアレイ２においては、上記相違点以外は第１実施形態の面発光レーザアレイ１と同様の構成を有する。このため、以下の説明では、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６７】
図１３に示すように、面発光レーザアレイ２は、二次元的に配列された複数の発光部１００と、発光領域ＬＡの周囲を囲むように形成された電極パッド部２００と、電極パッド部２００の周囲を囲むように形成された壁３００とを有する。本実施形態では、発光領域ＬＡは平面視で矩形状に形成されている。
【００６８】
壁３００は、第１の壁３０１と第２の壁３０２とを有する。第１の壁３０１は、電極パッド部２００の周囲を囲むように、電極パッド部２００との間に隙間Ｇ２をもって形成されている。第２の壁３０２は、電極パッド部２００の周囲を囲むように、第１の壁３０１よりも外周側に、第１の壁３０１との間に隙間Ｇ３をもって形成されている。
【００６９】
第２実施形態の面発光レーザアレイ２は、電極パッド部２００の周囲を囲むように壁３００が形成されている。これにより、基板１５１が除去された面発光レーザアレイ２を放熱板４０１に接合する場合であっても、接合材４０２が面発光レーザアレイ２の上面に回り込み電極パッド部２００と接触することが抑制される。このため、面発光レーザアレイ２の上部電極１１０と下部電極１１１とが接合材４０２を介して電気的に短絡することを抑制することができる。その結果、面発光レーザアレイ２が発光しない発光不良等の発生を抑制できる。
【００７０】
また、第２実施形態の面発光レーザアレイ２は、面発光レーザアレイ２の下部電極１１１側の基板１５１が除去されているため、面発光レーザアレイ２は接合材４０２を介して放熱板４０１と接合されている。これにより、放熱板４０１を介して面発光レーザアレイ２の活性層１０４で発生する熱を外部へ放出し、活性層１０４の温度上昇を抑制することができる。このため、活性層１０４の温度上昇による面発光レーザアレイ２の出力低下を抑制できる。
【００７１】
特に、第２実施形態の面発光レーザアレイ２では、第１の壁３０１と第１の壁３０１よりも外周側に設けられた第２の壁３０２との間に隙間Ｇ３が形成されている。これにより、図１４に示すように、接合材４０２が面発光レーザアレイ２の上面の第２の壁３０２を越える場合であっても、接合材４０２は第１の壁３０１と第２の壁３０２との間に形成された隙間Ｇ３に溜まる。このため、接合材４０２と電極パッド部２００とが電気的に短絡することを特に抑制することができる。
【００７２】
〔第３実施形態〕
第３実施形態の面発光レーザアレイについて、図１５及び図１６に基づき説明する。図１５及び図１６は、第３実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略平面図である。
【００７３】
第３実施形態の面発光レーザアレイ３は、電極パッド部２００及び壁３００が形成されている位置が、第１実施形態の面発光レーザアレイ１と異なる。なお、第３実施形態の面発光レーザアレイ３においては、上記相違点以外は第１実施形態の面発光レーザアレイ１と同様の構成を有する。このため、以下の説明では、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７４】
図１５に示すように、面発光レーザアレイ３は、二次元的に配列された複数の発光部１００と、発光領域ＬＡの周囲を囲むように形成された電極パッド部２００と、電極パッド部２００の周囲を囲むように形成された壁３００とを有する。本実施形態では、発光領域ＬＡは平面視で矩形状に形成されている。
【００７５】
電極パッド部２００は、第１電極パッド部２０１、第２電極パッド部２０２、第３電極パッド部２０３及び第４電極パッド部２０４により形成されている。第１電極パッド部２０１と第２電極パッド部２０２との間には、隙間Ｓ１が形成されている。第２電極パッド部２０２と第３電極パッド部２０３との間には隙間Ｓ２が形成されている。第３電極パッド部２０３と第４電極パッド部２０４との間には、隙間Ｓ３が形成されている。第４電極パッド部２０４と第１電極パッド部２０１との間には、隙間Ｓ４が形成されている。
【００７６】
壁３００は、少なくとも電極パッド部２００が形成された領域に対応するように、電極パッド部２００の外周側に形成されている。具体的には、壁３００は、第３の壁３０３と、第４の壁３０４と、第５の壁３０５と、第６の壁３０６とにより形成されている。そして、第３の壁３０３、第４の壁３０４、第５の壁３０５及び第６の壁３０６は、それぞれ、第１電極パッド部２０１、第２電極パッド部２０２、第３電極パッド部２０３及び第４電極パッド部２０４の外周側に形成されている。これにより、接合材４０２が面発光レーザアレイの上面に回り込んだ場合であっても、第３の壁３０３、第４の壁３０４、第５の壁３０５及び第６の壁３０６により、電極パッド部２００に接合材４０２が接触することを抑制することができる。
【００７７】
なお、電極パッド部２００が形成される位置は、図１５に示した例に限定されず、図１６に示すように形成されていてもよい。図１６に示す面発光レーザアレイ３ａの場合も図１５で示した面発光レーザアレイ３の場合と同様に、少なくとも電極パッド部２００が形成されている領域に対応するように、電極パッド部２００の外周側に壁３００が形成されていればよい。
【００７８】
第３実施形態の面発光レーザアレイ３は、電極パッド部２００の周囲を囲むように壁３００が形成されている。これにより、基板１５１が除去された面発光レーザアレイ３を放熱板４０１に接合する場合であっても、接合材４０２が面発光レーザアレイ３の上面に回り込み電極パッド部２００と接触することが抑制される。このため、面発光レーザアレイ３の上部電極１１０と下部電極１１１とが接合材４０２を介して電気的に短絡することを抑制することができる。その結果、面発光レーザアレイ３が発光しない発光不良等の発生を抑制できる。
【００７９】
また、第３実施形態の面発光レーザアレイ３は、面発光レーザアレイ３の下部電極１１１側の基板１５１が除去されているため、面発光レーザアレイ３は接合材４０２を介して放熱板４０１と接合されている。これにより、放熱板４０１を介して面発光レーザアレイ３の活性層１０４で発生する熱を外部へ放出し、活性層１０４の温度上昇を抑制することができる。このため、活性層１０４の温度上昇による面発光レーザアレイ３の出力低下を抑制できる。
【００８０】
以上、面発光レーザアレイ及び面発光レーザアレイの製造方法を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【００８１】
本実施形態の面発光レーザアレイでは、発光領域ＬＡは平面視で矩形状に形成されている形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光領域ＬＡは平面視で円形状に形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１      面発光レーザアレイ
１００  発光部
１０１  バッファ層
１０２  下部半導体ＤＢＲ
１０３  下部スペーサ層
１０４  活性層
１０５  上部スペーサ層
１０７  選択酸化層
１０８  コンタクト層
１０９  層間膜
１１０  上部電極
１１１  下部電極
１２０  メサ
１５１  基板
２００  電極パッド部
３００  壁
３０１  第１の壁
３０２  第２の壁
４０１  放熱板
４０１ａ  第１金属膜パターン
４０１ｂ  第２金属膜パターン
４０２  接合材
４０３  ボンディングワイヤ
ＬＡ    発光領域
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００８３】
【非特許文献１】Proc. of SPIE Vol. 7229 722903-(1-11)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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