(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられ、第１及び第２のクラッド層に挟まれて光を発する活性層と、
前記第２のクラッド層内に設けられ、前記活性層上の活性領域に電流を集中させる電流ブロック層と、
前記第２のクラッド層内に設けられ、前記活性層の活性領域に電極により注入された電流を集中させ、前記電流ブロック層が設けられていない帯上のストライプとを備えた光半導体デバイスにおいて、
前記ストライプが設けられていない側であって、前記基板側にワイヤボンディングを施し、
前記基板の厚さをストライプ側よりワイヤボンディング側を薄くすることにより、光半導体デバイスチップの厚さがストライプ側よりワイヤボンディングされている側が薄い
ことを特徴とする光半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外部からのサージ性の過電流に対し耐性をもたせたＬＤ（レーザダイオード：半導体レーザ装置）、ＰＤ（フォトダイオード）等の光半導体デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体レーザ装置（ＬＤ）の構成は、例えば、基板上にＡｌＧａＡｓの第１のクラッド層が積層され、その上にレーザ光を発するＡｌＧａＡｓの活性層を挟んでＡｌＧａＡｓの第２のクラッド層が積層され、前記第２のクラッド層内に前記活性層上の活性領域に電流を集中させるためのｎ形ＧａＡｓの電流ブロック層が設けられ、さらに前記第２のクラッド層上にコンタクト層が積層され、その上に金製の電極が積層され、前記金製の電極上に金ワイヤーがワイヤボンディングされている。なお、前記第２のクラッド層には前記電流ブロック層のないストライプ部分が設けられている。
【０００３】
金ワイヤーから注入された電流は電極によってＬＤチップに流され、電流ブロック層によって制限を受けるため電流ブロック層のないストライプ部分だけを集中して流れる。活性層に電流が注入されるとキャリアの再結合が起こり発光する。発光した光は第１及び第２のクラッド層で屈折率の大きい活性層内に閉じ込められるようになる。水平方向においても等価的な屈折率がストライプ部分の方が、その外側の部分よりも大きいため、光は活性領域の部分に集中して閉じ込められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の半導体レーザ装置では、以上のように構成されているので、外部から過大なサージ電流が加わると活性領域での光密度が過大になる。レーザ光は、ＬＤの端面で吸収されやすいため、端面で吸収される光も過大になり、その吸収されたエネルギーが端面の温度上昇を引き起こし、ついには端面溶融が生じ、ＬＤが破壊される（ＣＯＤ：光学損傷）という問題点があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、過大なサージ電流が印加された場合でも破壊を防止できる光半導体デバイスを得るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光半導体デバイスは、基板上に設けられ、第１及び第２のクラッド層に挟まれて光を発する活性層と、前記第２のクラッド層内に設けられ、前記活性層上の活性領域に電流を集中させる電流ブロック層と、前記第２のクラッド層内に設けられ、前記活性層の活性領域に電極により注入された電流を集中させ、前記電流ブロック層が設けられていない帯上のストライプとを有する光半導体デバイスにおいて、前記ストライプが設けられていない側であって、前記基板側にワイヤボンディングを施し、前記基板の厚さをストライプ側よりワイヤボンディング側を薄くすることにより、光半導体デバイスチップの厚さがストライプ側よりワイヤボンディングされている側が薄いものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態について図１、図２及び図３を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１の構成を示す平面図である。また、図２は、図１の一点鎖線における断面図である。さらに、図３は、この発明の実施の形態１のＰ−Ｉ特性を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【０００８】
図１及び図２において、この実施の形態１に係る半導体レーザ装置（ＬＤ）の構成は、基板７上にＡｌＧａＡｓのクラッド層６が積層され、その上にレーザ光を発するＡｌＧａＡｓの活性層５を挟んでＡｌＧａＡｓのクラッド層４が積層され、前記クラッド層４内に前記活性層５上の活性領域８に電流を集中させるためのｎ形ＧａＡｓの電流ブロック層３が設けられ、さらに前記クラッド層４上にコンタクト層２０が積層され、その上に金製の電極２（図１及び図２では図示を省略するが、図５等に図示している）が積層され、前記金製の電極上に金ワイヤー１（図１及び図２では図示を省略するが、図５等に図示している）がワイヤボンディングされている。なお、前記クラッド層４には前記電流ブロック層３のないストライプ１０が設けられている。また、電流リークパス１１が電流ブロック層３に穴を明けて形成されている。
【０００９】
図３においては、従来のＬＤのＰ−Ｉ特性１２と、この実施の形態１のＰ−Ｉ特性１３が示めされている。
【００１０】
図１及び図２に示すように、この実施の形態１は電流リークパス１１を設けているので、注入された電流はストライプ１０の部分だけでなく電流リークパス１１の部分も流れる。したがって、そのＰ−Ｉ特性は、図３のようになり、同じ電流が注入された場合はこの実施の形態１の方が出射される光出力Ｐ、ついては端面で吸収される光エネルギーも小さくなる。そのために外部から印加されるサージ電流に対し耐性が向上する。
【００１１】
この実施の形態１に係る半導体レーザ装置（ＬＤ）は、電流が集中し流れるストライプ１０とは別に電流リークパス１１を設けたものである。つまり、ＬＤチップに電流を集中させ発光に寄与するストライプ１０とは別に電流リークパス１１を備える。このため、動作電流が大きくなり、Ｐ−Ｉ特性の傾きが小さくなる。したがって、サージ等の過電流に対し、サージ耐性を向上でき、ＣＯＤ等で破壊されることがない。
【００１２】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２の構成を示す平面図である。また、図５は、図４の一点鎖線における断面図である。
【００１３】
上記実施の形態１では電流ブロック層３に単に電流リークパス１１を設けただけであるが、この実施の形態２では、図４と図５に示すように、電流リークパス１１とストライプ１０の位置をできるだけ離したものである。さらに、金ワイヤー１のワイヤボンディングの位置を電流リークパス１１の上に設けたものである。
【００１４】
このようにすると、電流リークパス１１を流れる電流によって発熱した熱がストライプ１０の部分に影響を与えずＬＤの特性を損ねることがない。さらに、温度上昇は活性層５のバンドギャップを小さくするため、端面での光吸収を大きくしＣＯＤを起こしやすくするが、この問題をなくすことができる。
【００１５】
この実施の形態２に係る半導体レーザ装置（ＬＤ）は、電流が集中し流れるストライプ１０とは別に電流リークパス１１を設けたものである。しかし、電流リークパス１１を流れるリーク電流はレーザ発振に関与せず無効電流となり、かつ発熱量が大きくなるため一般的なＬＤの特性は落ちる。これを軽減するために、ストライプ１０からできるだけ電流リークパス１１を離すとともに、この電流リークパス１１上に金ワイヤー１のワイヤボンディングをしたものである。つまり、電流リークパス１１をストライプ１０から離すので、電流リークパス１１での発熱のストライプ１０の部分に与える影響が小さくなる。さらに、電流リークパス１１上にワイヤボンディングするので、電流リークパス１１で発した熱が金ワイヤー１を通して逃げやすくなる。したがって、サージ等の過電流に対し、サージ耐性を向上でき、ＣＯＤ等で破壊されることがない。
【００１６】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３について図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態３の構成を示す平面図である。また、図７は、この発明の実施の形態３の構成を示す断面図である。
【００１７】
図６及び図７に示すように、電極２のパターンをコイル（ソレノイド）状にし、それをＳｉＯ２ 等の絶縁膜１４の上に形成したものである。サージ等の高い周波数成分をもつ電流に対しては大きなリアクタンスを持つのでサージ電流は流れにくくなる。なお、ストライプ１０の上に設けた平板状の電極２ａとコイル状の電極２とは金ワイヤー１ａで接続されている。
【００１８】
この実施の形態３に係る半導体レーザ装置（ＬＤ）は、電極２のパターンをコイル状にしてインダクタンスを設けたものである。ＬＤチップ上のストライプ１０がない部分の電極２のパターンをコイル状にし、このリアクタンスが大きいコイル状の電極２のパターンは絶縁膜１４の上にある。つまり、サージ電流は高周波成分をもつので、これを流れにくくするため、電極２としてコイル状の導通パターンを設けたものである。これは、簡単な変更でたやすく設けることができる。したがって、サージ等の過電流に対し、サージ耐性を向上でき、ＣＯＤ等で破壊されることがない。なお、ＰＤにも適用できる。
【００１９】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４について図８を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態４の構成を示す図である。
【００２０】
図８において、ポスト１５には導通パターン１６が設けられている。また、ステム２１上にはブロック２２、サブマウント２３が設けられ、ＬＤチップ２４がサブマウント２３に支持されている。なお、ＬＤチップ２４の構造は、例えば上記従来例と同様である。
【００２１】
図８に示すように、ＬＤチップ２４だけでなくＬＤを支えているパッケージにもインダクタンスを設けたものである。特に、ポスト１５にはコイル状の導通パターン１６を設けやすく簡単にリアクタンスを設けることができる。
【００２２】
この実施の形態４に係る半導体レーザ装置（ＬＤ）は、ステム２１のポスト１５にコイル状の導通パターン１６を設けたものである。ＬＤチップ２４を支えるステム２１のポスト１５にもコイル（ソレノイド）状の導通パターン１６を備えた。つまり、サージ電流は高周波成分をもつので、これを流れにくくするため、ポスト１５に導通パターン１６を設けたものである。したがって、サージ等の過電流に対し耐性を向上でき、ＣＯＤ等で破壊されることがない。なお、ＰＤにも適用できる。
【００２３】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５について図９を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態５の構成を示す断面図である。なお、図９は、同様な断面図を示す図２と上下（天地）が逆である。
【００２４】
図９に示すように、ＬＤチップの厚さ、つまり基板７の部分を電流が集中して流れるストライプ１０側と、Ｗ／Ｂ（ワイヤボンディング）側とで変えたものである。Ｗ／Ｂ側では薄くかつ面積も大きいためストライプ１０側と比較して大きなキャパシタンスをもつので、高い周波数成分をもつサージ電流に対しては、Ｗ／Ｂ側の方が流れやすく、ストライプ１０の部分にサージ電流が印加され破壊されることがない。
【００２５】
この実施の形態５に係る半導体レーザ装置（ＬＤ）は、ＬＤチップの厚さをストライプ側で厚くワイヤボンディング側で薄くし、ワイヤボンディング側のキャパシタンスを大きくしたものである。つまり、サージ電流の高周波成分を発光に寄与するストライプ１０部分を通さないように、ワイヤボンディング側のキャパシタンスを大きくし、ワイヤボンディング側でパスさせる。したがって、サージ等の過電流に対し、サージ耐性を向上でき、ＣＯＤ等で破壊されることがない。なお、ＰＤにも適用できる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明に係る光半導体デバイスは、以上説明したとおり、基板上に設けられ、第１及び第２のクラッド層に挟まれて光を発する活性層と、前記第２のクラッド層内に設けられ、前記活性層上の活性領域に電流を集中させる電流ブロック層と、前記第２のクラッド層内に設けられ、前記活性層の活性領域に電極により注入された電流を集中させ、前記電流ブロック層が設けられていない帯上のストライプとを有する光半導体デバイスにおいて、前記ストライプが設けられていない側であって、前記基板側にワイヤボンディングを施し、前記基板の厚さをストライプ側よりワイヤボンディング側を薄くすることにより、光半導体デバイスチップの厚さがストライプ側よりワイヤボンディングされている側が薄いので、サージ電流の高周波成分を発光に寄与するストライプ側を通さないようにワイヤボンディング側のキャパシタンスを大きくでき、ワイヤボンディング側でパスさせることができる。したがって、サージ等の過電流に対し耐性を向上でき、ＣＯＤ等で破壊されることがないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の構成を示す平面図である。
【図２】  図１の断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態１のＰ−Ｉ特性と従来のＬＤのＰ−Ｉ特性を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態２の構成を示す平面図である。
【図５】  図４の断面図である。
【図６】  この発明の実施の形態３の構成を示す平面図である。
【図７】  図６の断面図である。
【図８】  この発明の実施の形態４を示す図である。
【図９】  この発明の実施の形態５の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ  金ワイヤー、２、２ａ  電極、３  電流ブロック層、４  クラッド層、５  活性層、６  クラッド層、７  基板、８  活性領域、１０  ストライプ、１１  電流リークパス、１４  絶縁膜、１５  ポスト、１６  コイル状の導通パターン、２０  コンタクト層。
【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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