垂直共振腔面发射激光元件、垂直共振腔面发射激光阵列元件的制作方法
【专利摘要】本发明提供垂直共振腔面发射激光元件。在垂直共振腔面发射激光元件(10)的表面配置有阴极用电极(911)、阴极用焊盘电极(912A、912B)、阴极用布线电极(913A、913B)、阳极用电极(921)、阳极用焊盘电极(922)、以及阳极用布线电极(923)。在阳极用电极(921)的正下方形成有构成为以包覆层以及DBR层夹着活性层的结构的发光区域多层部。形成有该发光区域多层部的区域成为发光区域(700)。发光区域(700)相对于第一方向，以与平筒夹吸附的吸附区域(800)相比在第一方向的一端侧与吸附区域(800)大致接触或者隔开规定距离的方式配置。
【专利说明】垂直共振腔面发射激光元件、垂直共振腔面发射激光阵列元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及向与安装面正交的方向照射激光的垂直共振腔面发射激光元件、以及配列了多个这样的垂直共振腔面发射激光元件的垂直共振腔面发射激光阵列元件。
【背景技术】
[0002]现在，作为半导体激光器的一种，垂直共振腔面发射激光元件(VCSEL(VerticalCavity Surface Emitting LASER))正被实用化。以下,将垂直共振腔面发射激光元件称为“VCSEL 元件”。
[0003]VCSEL元件的大致的结构例如如专利文献I所示，在基座基板的上层形成有第一DBR(多层分布式布拉格反射器)层。在第一 DBR(多层分布式布拉格反射器)层的上层形成有第一隔离层。在第一隔离层的上层形成有具备量子阱的活性层。在活性层的上层形成有第二隔离层。在第二隔离层的上层形成有第二 DBR层。在第二 DBR层的上层形成有阳极电极。而且，通过对阳极电极与和第一 DBR层导通的阴极电极间施加驱动信号，来产生向与基座基板垂直的(与层叠方向平行的)方向具有敏锐的指向性的激光。
[0004]这样,VCSEL兀件在基座基板的表面层叠上述各层形成层叠体,并从该层叠体的表面照射激光。而且，VCSEL元件在具备外部电路的安装电路基板上以基座基板侧抵接的方式安装。
[0005]因此，将VCSEL元件安装于安装电路基板的情况下，在VCSEL元件的安装位置预先涂覆芯片焊接剂，并在涂覆的芯片焊接剂上放置垂直共振腔面发射激光元件。
[0006]此时，VCSEL元件通过下面的工序而被安装。首先，使用模具筒夹等从安装前的配置位置(划片胶带的表面等)拾取VCSEL元件。VCSEL元件保持被模具筒夹拾取的状态被运送至安装电路基板上的安装位置。VCSEL元件通过模具筒夹而被放置在芯片焊接剂上。
[0007]专利文献1:日本特开2007 - 250669号公报
[0008]图8是用于说明将以往的VCSEL元件安装于安装电路基板时产生的问题点的图。图8(A)是表示进行了正常的拾取的情况下的VCSEL元件的拾取状态的图。图8(B)是表示进行了正常的拾取的情况下的VCSEL元件向安装电路基板的安装状态的图。图8(C)是表示以倾斜的状态拾取的情况下的垂直共振腔面发射激光元件的拾取状态的图。图8(D)是表示以倾斜的状态拾取的情况下的VCSEL元件向安装电路基板的安装状态的图。
[0009]如图8 (A)、(C)所示，以往，一般使用以仅接触VCSEL元件的角的方式拾取VCSEL元件的角锥筒夹作为模具筒夹DC。
[0010]模具筒夹DC在VCSEL元件1P的发光面侧，从与该发光面正交的方向接近，并从发光面侧吸附VCSEL元件10P。此时，模具筒夹DC为角锥筒夹，且为与VCSEL元件1P的角部接触，来拾取该VCSEL元件1P的结构，所以在VCSEL元件1P的发光面与模具筒夹DC的拾取部的底面之间产生空间。
[0011]进行了正常的拾取的情况下，如图8(A)所示，模具筒夹DC的拾取部的底面与VCSEL元件1P的发光面以及和该发光面对置的安装面平行。该情况下，若将VCSEL元件1P放置在芯片焊接剂DB的表面，则如图8(B)所示，VCSEL元件1P的安装面与安装电路基板PCB的安装面平行。因此，VCSEL元件1P的激光的照射方向与安装电路基板PCB的安装面正交，成为理想的安装状态。
[0012]另一方面，如图8(C)所示，存在以模具筒夹DC的拾取部的底面与VCSEL元件1P的发光面、安装面具有规定的倾斜的状态拾取VCSEL元件1P的情况。该情况下，若将VCSEL元件1P放置于芯片焊接剂DB的表面，则如图8(D)所示，VCSEL元件1P的安装面与安装电路基板PCB的安装面不平行。因此，VCSEL元件1P的激光的照射方向不与安装电路基板PCB的安装面正交，在以与安装面正交的方向为传输方向的方式设置光纤电缆等波导的情况下，会产生传输损耗。
[0013]因此，必须以VCSEL元件的安装面与安装电路基板的安装面准确地平行的方式拾取VCSEL元件。
[0014]作为解决这样的问题的方法，有使用拾取面与VCSEL元件的发光面侧抵接的平筒夹作为模具筒夹DC的方法。
[0015]然而，VCSEL元件的发光部容易因冲击而产生结晶脱落，并使用了平筒夹作为模具筒夹DC的情况下，存在模具筒夹DC与该发光部接触，导致垂直共振腔面发射激光元件容易破损这样的问题。
【发明内容】
[0016]因此，本发明的目的在于提供在将安装型的垂直共振腔面发射激光元件(VCSEL元件)安装于安装电路基板时不产生破损的垂直共振腔面发射激光元件以及垂直共振腔面发射激光阵列元件。
[0017]该发明的垂直共振腔面发射激光元件具有下面的特征。垂直共振腔面发射激光元件具备:基座基板；形成在该基座基板的表面的N型半导体多层膜反射层、具备量子阱的活性层、以及P型半导体多层膜反射层；与P型半导体多层膜反射层连接的阳极用电极；以及与N型半导体多层膜反射层连接的阴极用电极。垂直共振腔面发射激光元件从基座基板的表面侧观察，在比基座基板狭窄的区域形成至少包含N型半导体多层膜反射层以上的层并发出激光的发光区域多层部。垂直共振腔面发射激光元件是通过基座基板的发光区域多层部侧被吸附而被安装于外部电路基板的。垂直共振腔面发射激光元件从基座基板的表面侧观察，发光区域多层部的形成区域与被吸附的区域不同。
[0018]在该构成中，垂直共振腔面发射激光元件被吸附于吸附夹具时，能够防止该吸附夹具与通过层叠多层半导体而形成的发光区域多层部接触。
[0019]另外，优选该发明的垂直共振腔面发射激光元件为下面的构成。基座基板在第一方向具有第一长度，在与该第一方向大致正交的第二方向具有第二长度，第一长度比第二长度长，吸附区域在第一方向以及第二方向这两方上与第二长度大致相同的情况下，发光区域多层部的形成区域以与吸附区域接触或者分离的方式配置在沿着吸附区域的第一方向的规定位置。
[0020]在该构成中，示出了垂直共振腔面发射激光元件的更具体的结构。通常，在对安装型部件进行安装的情况下，特别是，如该发明的垂直共振腔面发射激光元件那样，外形形状小，并安装底面侧那样的安装型部件的情况下，一般来说吸附表面侧来进行安装。此时，为了提高吸附性能，作为吸附夹具的筒夹的吸附面相对于垂直共振腔面发射激光元件，尽量与表面侧抵接，并且，以不比垂直共振腔面发射激光元件的外形大的方式设定。
[0021]因此，与第一方向的长度(第一长度)相比第二方向的长度(第二长度)短的情况下，若使第二长度与作为吸附夹具的筒夹的吸附面的长度一致，则吸附性能好。
[0022]这样的情况下，若使用该构成，则即使筒夹的吸附面的整个面与垂直共振腔面发射激光元件的表面抵接，也能够防止筒夹与发光区域多层部接触。
[0023]另外，优选该发明的垂直共振腔面发射激光元件为下面的构成。垂直共振腔面发射激光元件具备阳极用焊盘电极和阴极用焊盘电极。阳极用焊盘电极形成在基座基板的发光区域多层部侧，并与阳极用电极连接。阴极用焊盘电极形成在基座基板的发光区域多层部侧，并与阴极用电极连接。阳极用焊盘电极与阴极用焊盘电极沿着第二方向，相对于发光区域多层部被配置在同一侧。
[0024]在该构成中，阳极用焊盘电极与阴极用焊盘电极相对于发光区域配置在同一侧，所以使用该阳极用焊盘电极和阴极用焊盘电极以引线接合的方式与外部电路基板连接的情况下，若以在阳极用焊盘电极和阴极用焊盘电极相同的方式向远离发光区域的方向进行引线接合，则能够防止俯视时引线与发光区域重合这一情况，并能够防止激光照射引线这一*清况。
[0025]另外，本发明的垂直共振腔面发射激光元件的阳极用焊盘电极与阴极用焊盘电极以沿着第一方向配列的方式而配置。
[0026]在该构成中，示出了阳极用焊盘电极与阴极用焊盘电极的具体的配置例。
[0027]另外，在该发明的垂直共振腔面发射激光元件中，阴极用焊盘电极为两个，这两个阴极用焊盘电极从基座基板的表面侧观察，形成在将阳极用焊盘电极夹着的位置。
[0028]在该构成中，示出了阳极用焊盘电极与阴极用焊盘电极的具体的配置例。
[0029]另外，优选对该发明的垂直共振腔面发射激光元件来说，阳极用焊盘电极与阴极用焊盘电极的沿着第一方向的间隔恒定。
[0030]在该构成中，引线接合的垂直共振腔面发射激光元件侧的接合位置的间隔恒定，所以能够使引线接合工序以及引线接合设定工序简化。
[0031]另外，该发明的垂直共振腔面发射激光阵列元件具备多个上述的任意一个所述的垂直共振腔面发射激光元件，并以各垂直共振腔面发射激光元件的各发光区域多层部分别分离规定距离的方式而配置。
[0032]在该构成中，示出了配列多个上述的垂直共振腔面发射激光元件的垂直共振腔面发射激光阵列元件的构成例。如上述那样，垂直共振腔面发射激光元件以不产生故障且可靠性高的状态被配列，所以作为垂直共振腔面发射激光阵列元件，也无故障且可靠性高。
[0033]根据该发明，制造时破损的可能性大幅度减少，并且能够以垂直共振腔面发射激光元件的激光照射方向准确地与安装电路基板正交的方式安装。由此，能够实现搭载了可靠性较高的垂直共振腔面发射激光元件的电子部件。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本发明的第一实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光元件10的俯视图。
[0035]图2是本发明的第一实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光元件10的A — A’面剖视图。
[0036]图3是本发明的第一实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光元件10的B — B’面剖视图。
[0037]图4是本发明的第二实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件IA的俯视图。
[0038]图5是本发明的第三实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件IB的俯视图。
[0039]图6是本发明的第四实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件IC的俯视图。
[0040]图7是本发明的第五实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件ID的俯视图。
[0041]图8是用于说明将以往的VCSEL元件安装在安装电路基板时产生的问题点的图。
【具体实施方式】
[0042]参照附图对本发明的第一实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光元件(VCSEL元件)进行说明。以下，将垂直共振腔面发射激光元件称为“VCSEL元件”。
[0043]图1是本发明的第一实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光元件10的俯视图。图2是本发明的第一实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光元件10的A — A’面剖视图。图3是本发明的第一实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光元件10的B — B’面剖视图。
[0044]VCSEL元件10由具有图1、图2、图3所示的结构的异质结型半导体构成。垂直共振腔面发射激光10具备以GaAs为材料的基座基板20。
[0045]基座基板11由半绝缘性半导体或者N型半导体的导电性半导体构成，例如具体而言，由以GaAs为材料的基座基板构成。此外，使基座基板11为半绝缘性半导体基座基板的情况下，优选电阻率在1.0Χ107Ω._以上。通过使用由这样的电阻率的半绝缘性半导体构成的基座基板11，从而在后述的将多个VCSEL元件配列形成于单一的基座基板上的情况下，能够更高地确保VCSEL元件间的绝缘。
[0046]基座基板11从与该基座基板11正交的方向，即从表面侧观察时(俯视时)，为矩形。由矩形构成的基座基板11的第一方向的长度(第一长度)比与该第一方向正交的第二方向的长度(第二长度)长。
[0047]在基座基板11的表面层叠形成有N型半导体接触层21。N型半导体接触层21由具有N型导电性的化合物半导体构成。
[0048]在N型半导体接触层21的表面层叠形成有N型DBR(多层分布式布拉格反射器)层22。N型半导体DBR (多层分布式布拉格反射器)层22由AlGaAs材料构成，通过将相对于Ga的Al的组成比率不同的层多层层叠而形成。通过这样的层构成形成用于产生规定频率的激光的第一反射器。此外，N型半导体DBR层也可以兼为N型半导体接触层。S卩，N型半导体接触层并非必须。
[0049]在N型半导体DBR层22的表面层叠形成有N型半导体包覆层31。N型半导体包覆层31形成于成为后述的发光区域的N型半导体DBR层22的一部分区域。换句话说，仅形成在俯视基座基板11时的一部分区域。N型半导体包覆层31也由AlGaAs材料构成。
[0050]在N型半导体包覆层31的表面形成有活性层40。活性层40由GaAs材料和AlGaAs材料构成。将AlGaAs层作为带隙高的光封入层,并在其间夹着GaAs层。通过这样的构成，活性层40成为具有夹在带隙较高的光封入层的单一或者多个量子阱的层。
[0051]在各活性层40的表面形成有P型半导体包覆层32。P型半导体包覆层32也由AlGaAs材料构成。
[0052]在P型半导体包覆层32的表面形成有P型半导体DBR层23。P型半导体DBR层23由AlGaAs材料构成，通过将相对于Ga的Al的组成比率不同的层层叠多层而形成。通过这样的层结构形成用于产生规定频率的激光的第二反射器。P型半导体DBR层23以相对于N型半导体DBR层31反射率略低的方式形成。这里，以夹着活性层的方式设置半导体包覆层，但并不限定于该构成。也可以在活性层设置使共振产生的膜厚的层。
[0053]在P型半导体包覆层32与P型半导体DBR层23的边界面形成有氧化狭窄层50。氧化狭窄层50由AlGaAs材料构成，相对于Ga的Al的组成比率被设定得比其他各层高。氧化狭窄层50并不形成在P型半导体包覆层32与P型半导体DBR层23的边界面的整个面，在形成区域的大致中央以规定的面积存在非形成部。
[0054]在P型半导体DBR层23的表面层叠形成有P型半导体接触层24。P型半导体接触层24由具有P型导电性的化合物半导体构成。此外，P型半导体DBR层也可以兼为P型半导体接触层。即，P型半导体接触层并非必须。
[0055]通过这些N型半导体DBR层22、N型半导体包覆层31、活性层40、P型半导体包覆层32、P型半导体DBR层23、以及P型半导体接触层24，构成本发明的“发光区域多层部”。而且，形成有该发光区域多层部的基座基板11上的区域成为发光区域700。在该发光区域多层部中，激光发光。
[0056]在这样的构成中，以在光驻波分布的中心的腹部的位置配置具有一个发光光谱峰值波长的多个量子阱的方式，设定各层的厚度、相对于Ga的Al的组成比率，从而发光区域多层部作为VCSEL元件10的发光部发挥作用。并且，通过具备上述的氧化狭窄层50，能够将电流高效地注入活性区域，并且也能够得到透镜效应，因此能够实现低消耗电力的VCSEL元件。
[0057]在P型接触层24的表面形成有阳极用电极921。阳极用电极921如图1所示俯视时为环状的电极。此外，阳极用电极并不需要一定为环状，例如也可以是环状的一部分开口的C型的形状、矩形形状。
[0058]在N型半导体接触层21的表面设有未形成N型半导体DBR层22的区域。该区域形成在接近发光区域700的位置。
[0059]在该区域形成有阴极用电极911。阴极用电极911以与N型半导体接触层21导通的方式形成。图1所示那样俯视时，阴极用电极911为沿着发光区域700的外周形状的圆弧状的电极。
[0060]在基座基板11的表面侧，以不覆盖阴极用电极911、阳极用电极921的至少一部分，并覆盖构成其他发光区域多层部的各构成要素的外面的方式，形成有绝缘膜60。绝缘膜60例如以氮化娃(SiNx)为材料形成。
[0061]在绝缘膜60的表面分离地形成有阴极用焊盘电极912A、912B、以及阳极用焊盘电极922。阴极用焊盘电极912A、912B、以及阳极用焊盘电极922形成在绝缘膜60表面上的不与发光区域700重叠的区域。
[0062]阴极用焊盘电极912A经由阴极布线电极913A，与阴极用电极911连接。阴极用焊盘电极912B经由阴极布线电极913B，与阴极用电极911连接。阳极用焊盘电极922经由阳极用布线电极923，与阳极用电极921连接。
[0063]而且，如图1所示，本实施方式的VCSEL元件10的发光区域700配置在接近沿着第一方向的一端的位置。另外，发光区域700还配置在接近沿着第二方向的一端的位置。
[0064]该位置具体而言基于下述那样的方法决定。VCSEL元件10是安装型部件，如上述那样，通过使作为吸附夹具的平筒夹吸附于VCSEL元件10的表面，即在基座基板11形成各层的最上面，拾取并安装于外部电路基板的规定位置。
[0065]这里，平筒夹通常为了提高吸附性能，而优选为尽可能地接近VCSEL元件10的可吸附部分的大小的大小。相反，若平筒夹比VCSEL元件10的外形形状大，则吸附性能降低。即，例如，使用吸附面为圆形的平筒夹的情况下，期望使吸附面的直径与基座基板11的第一长度和第二长度中短的一个，即若为本实施方式的构成，则第二长度一致。因此，在本实施方式那样的VCSEL元件10中，作为平筒夹，一般利用吸附面的直径与第二长度一致的平筒夹。因此，如图1所示，吸附区域800成为与基座基板11的第二方向的两端边抵接，并与第一方向的另一端边抵接的圆形的区域。
[0066]这里，在本发明中，发光区域700以不与这样设定的吸附区域800重合的方式配置。即，发光区域700相对于第一方向，以与吸附区域800相比在第一方向的一端侧与吸附区域800大致接触或者分离规定距离的方式配置。此外，优选发光区域700与吸附区域800分离规定距离。此时，分离距离基于平筒夹的VCSEL元件10的拾取精度，发光区域700配置在平筒夹的安装误差范围外即可。
[0067]通过这样的构成，平筒夹吸附VCSEL元件10时，平筒夹不与发光区域700重合。因此，平筒夹不与发光区域多层部接触，能够防止该发光区域多层部的结晶脱落的产生。
[0068]此外，如图1所示，发光区域700也能够相对于第二方向，以与吸附区域800相比在第二方向的一端侧与吸附区域800大致接触或者分离规定距离的方式配置。因此，与发光区域700和吸附区域800沿着第一方向排列的情况相比，能够缩短基座基板11上的第一方向上的发光区域700与吸附区域800所占的长度。由此，能够缩短基座基板11的沿着第一方向的长度，能够使VCSEL元件10进一步小型化。
[0069]阴极用焊盘电极912A、912B以及阳极用焊盘电极922在第二方向的一端附近，以沿着第一方向隔开规定的间隔的方式配置。这样，通过以发光区域700为基准将阴极用焊盘电极912A、912B、阳极用焊盘电极922配置于同一侧，从而在从第二方向的一端侧与外部电路基板进行引线接合连接的情况下，全部的引线均不通过发光区域700上。由此，能够防止从发光区域700向与基座基板11正交的方向照射的激光被引线反射而损耗这一,清况。并且，沿着第一方隔开规定的间隔配置的情况下，通过使该间隔恒定，引线接合在VCSEL元件10侧的接合区位置的间隔变得恒定。因此，能够使引线接合工序以及引线接合设定构成简单化，能够减少作业负荷。并且，根据引线接合精度的限制，决定焊盘电极的最小尺寸以及最小间隔。通过以由该最小尺寸以及最小间隔规定的间隔恒定地配置，能够使芯片尺寸小型化。
[0070]另外，阳极用焊盘电极922配置在阴极用焊盘电极912A与阴极用焊盘电极912B之间。通过成为这样的构成，以沿着第一方向配列的方式设置VCSEL元件10的情况下，相邻的VCSEL元件10间邻接的焊盘电极为同极性。因此，能够抑制施加给各VCSEL元件10的驱动信号间的串扰。
[0071]接下来，参照附图对第二实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件进行说明。以下，将垂直共振腔面发射激光阵列元件称为“VCSEL阵列元件”。图4是本发明的第二实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件IA的俯视图。
[0072]本实施方式的VCSEL阵列元件IA在单一的基座基板上形成与上述的第一实施方式所示的VCSEL元件10相同的层叠结构的VCSEL元件10A1、10A2。因此，省略各VCSEL元件10A1、10A2的沿着层叠方向的结构的说明。
[0073]VCSEL元件10A1U0A2沿着基座基板的第一方向，以隔开规定间隔的方式配置。VCSEL元件1Al与VCSEL元件10A2俯视时的形状以在基座基板11沿第一方向的大致中心，并沿第二方向的中心轴为基准大致线对称。
[0074]具体而言，VCSEL元件1Al的阴极用电极9111与VCSEL元件10A2的阴极用电极9112以上述中心轴为基准线对称。VCSEL元件1Al的阴极用焊盘电极912A1、912B1与VCSEL元件10A2的阴极用焊盘电极912A2、912B2分别以上述中心轴为基准线对称。VCSEL元件1Al的阴极用布线电极913A1、913B1与VCSEL元件10A2的阴极用布线电极913A2、913B2分别以上述中心轴为基准线对称。
[0075]VCSEL元件1Al的阳极用电极9211与VCSEL元件10A2的阳极用电极9212以上述中心轴为基准线对称。VCSEL元件1Al的阳极用焊盘电极9221与VCSEL元件10A2的阳极用焊盘电极9222以上述中心轴为基准线对称。VCSEL元件1Al的阳极用布线电极9231与VCSEL元件10A2的阳极用布线电极9232以上述中心轴为基准线对称。
[0076]VCSEL元件1Al的发光区域701A与VCSEL元件10A2的发光区域702A以上述中心轴为基准线对称。
[0077]与上述的第一实施方式相同，吸附区域800A是平筒夹吸附的区域，吸附区域800A的直径大致与VCSEL阵列元件IA的第二长度相等。设定为以这样的形状的平筒夹的中心与VCSEL阵列元件IA在第一方向的中心以及第二方向的中心一致的方式，将平筒夹安装于VCSEL阵列元件IA的情况下，如图4所示，在第一方向的两端产生不包含在吸附区域800A的区域。
[0078]因此，如图4所示，通过以发光区域701A与发光区域702A不包含在吸附区域800A的方式，并以上述中心轴为基准呈线对称的方式，沿着第一方向配列VCSEL元件1Al、10A2，从而与第一实施方式相同，能够防止安装时的VCSEL元件10A1、10A2的破损。
[0079]另外，在本实施方式中，各阴极用焊盘电极与各阳极用焊盘电极相对于发光区域701A、702A配置在同一侧，所以与第一实施方式相同，也能够防止由于引线而造成的激光的损耗的产生。
[0080]此外，在图4中，示出了 VCSEL元件10A1U0A2以中心轴为基准准确地线对称的例子，但并不需要准确地线对称。只要以发光区域701A与发光区域702A不包含在吸附区域800A的方式，沿第一方向配列VCSEL元件10A1、10A2即可。
[0081]接下来，参照附图对第三实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件进行说明。以下，还将垂直共振腔面发射激光阵列元件称为“VCSEL阵列元件”。图5是本发明的第三实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件IB的俯视图。
[0082]本实施方式的VCSEL阵列元件IB在单一的基座基板上形成由与上述的第一实施方式所示的VCSEL元件10相同的层叠结构构成，且阳极以及阴极的布线图案不同的VCSEL元件10B1、10B2。因此，省略各VCSEL元件1Bl、10B2沿层叠方向的结构的说明。
[0083]VCSEL元件10B1U0B2沿着基座基板的第一方向，以隔开规定间隔的方式配置。VCSEL元件1Bl与VCSEL元件10B2俯视时的形状以基座基板11的沿第一方向的大致中心并且沿第二方向的中心为基准点大致点对称。
[0084]具体而言，VCSEL元件1Bl的阴极用电极9311与VCSEL元件10B2的阴极用电极9312关于上述基准点点对称。VCSEL元件1Bl的阴极用焊盘电极932A1、932B1与VCSEL元件10B2的阴极用焊盘电极932A2、932B2分别关于上述基准点点对称。VCSEL元件1Bl的阴极用布线电极933A1、933B1与VCSEL元件10B2的阴极用布线电极933A2、933B2关于上述基准点点对称。
[0085]VCSEL元件1Bl的阳极用电极9411与VCSEL元件10B2的阳极用电极9412关于上述基准点点对称。VCSEL元件1Bl的阳极用焊盘电极9421与VCSEL元件10B2的阳极用焊盘电极9422关于上述基准点点对称。VCSEL元件1Bl的阳极用布线电极9431与VCSEL元件10B2的阳极用布线电极9432关于上述基准点点对称。
[0086]VCSEL元件1Bl的发光区域701B与VCSEL元件10B2的发光区域702B关于上述基准点点对称。
[0087]与上述的第一实施方式相同，吸附区域800B是平筒夹吸附的区域，吸附区域800B的直径与VCSEL阵列元件IB的第二长度大致相等。设定为以这样的形状的平筒夹的中心与VCSEL阵列元件IB在第一方向的中心以及第二方向的中心一致的方式，将平筒夹安装于VCSEL阵列元件IB的情况下，如图5所示，在第一方向的两端产生不包含在吸附区域800B的区域。
[0088]因此，如图5所示，通过以发光区域701B与发光区域702B不包含在吸附区域800B的方式，并以关于上述基准点点对称的方式沿第一方向配列VCSEL元件10B1、10B2，与第一、第二、第三实施方式相同，能够防止安装时的VCSEL元件10B1、10B2的破损。
[0089]此外，在本实施方式中，VCSEL元件1Bl的阴极用焊盘电极与阳极用焊盘电极相对于发光区域701B的方向、和VCSEL元件10B2的阴极用焊盘电极与各阳极用焊盘电极相对于发光区域702B的方向相反。然而，只要按每个VCSEL元件10B1、10B2，在与发光区域701B、702B相反侧进行引线接合，则与第一、第二、第三实施方式相同，能够防止由于引线造成的激光的损耗的产生。
[0090]另外，在图5中，示出了 VCSEL元件10B1U0B2关于基准点准确地点对称的例子，但并不需要准确地线对称。只要以发光区域701B与发光区域702B不包含在吸附区域800B的方式沿着第一方向配列VCSEL元件10B1、10B2即可。
[0091]接下来，参照附图对第四实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件进行说明。以下，也将垂直共振腔面发射激光阵列元件称为“VCSEL阵列元件”。图6是本发明的第四实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件IC的俯视图。
[0092]本实施方式的VCSEL阵列元件IC在单一的基座基板上形成由与上述的第一实施方式所示的VCSEL元件10相同的层叠结构构成，且阳极以及阴极的布线图案不同的VCSEL元件10C1、10C2。因此，省略各VCSEL元件1Cl、10C2沿层叠方向的结构的说明。
[0093]VCSEL元件10C1、10C2沿基座基板的第一方向，以隔开规定间隔的方式配置。VCSEL元件1Cl与VCSEL元件10C2俯视时的形状以基座基板11的沿第一方向的大致中心并且沿第二方向的中心为基准点大致点对称。
[0094]具体而言，VCSEL元件1Cl的阴极用电极9511与VCSEL元件10C2的阴极用电极9512关于上述基准点点对称。VCSEL元件1Cl的阴极用焊盘电极952A1、952B1与VCSEL元件10C2的阴极用焊盘电极952A2、952B2分别关于上述基准点点对称。VCSEL元件1Cl的阴极用布线电极953A1、953B1与VCSEL元件10C2的阴极用布线电极953A2、953B2关于上述基准点点对称。
[0095]VCSEL元件1Cl的阳极用电极9611与VCSEL元件10C2的阳极用电极9612关于上述基准点点对称。VCSEL元件1Cl的阳极用焊盘电极9621与VCSEL元件10C2的阳极用焊盘电极9622关于上述基准点点对称。VCSEL元件1Cl的阳极用布线电极9631与VCSEL元件10C2的阳极用布线电极9632关于上述基准点点对称。
[0096]VCSEL10C1的阴极用焊盘电极952A1、952B1以及阳极用焊盘电极9621并不相对于第一方向和第二方向平行而沿具有规定的角度的方向配列。
[0097]VCSEL10C2的阴极用焊盘电极952A2、952B2以及阳极用焊盘电极9622不相对于第一方向和第二方向平行而沿具有规定的角度的方向配列。VCSEL10C2的阴极用焊盘电极952A2、952B2以及阳极用焊盘电极9622的配列方向与VCSEL10C1的阴极用焊盘电极952AU952B1以及阳极用焊盘电极9621的配列方向平行。
[0098]阴极用焊盘电极952A1、952B1、阳极用焊盘电极9621、阴极用焊盘电极952A2、952B2以及阳极用焊盘电极9622沿第一方向以相等的间隔d配置。
[0099]通过成为这样的构成，以沿第二方向引出引线的方式进行引线接合的情况下，弓丨线接合在VCSEL元件10C1U0C2侧的接合区位置的间隔恒定。因此，能够使引线接合工序以及引线接合设定构成简单化，能够减少作业负荷。并且，根据引线接合精度的限制，决定焊盘电极的最小尺寸以及最小间隔。通过以由该最小尺寸以及最小间隔规定的间隔恒定地配置，能够使芯片尺寸小型化。
[0100]VCSEL元件1Cl的发光区域701C与VCSEL元件10C2的发光区域702C关于上述基准点点对称。
[0101]与上述的第一实施方式相同，吸附区域800C为平筒夹吸附的区域，吸附区域800C的直径与VCSEL阵列元件IC的第二长度大致相等。设定为以这样的形状的平筒夹的中心与VCSEL阵列元件IC的第一方向的中心以及第二方向的中心一致的方式，将平筒夹安装于VCSEL阵列元件IC的情况下，如图6所示，在第一方向的两端产生不包含在吸附区域800C的区域。
[0102]因此，如图6所示，通过以发光区域701C与发光区域702C不包含在吸附区域800C的方式，并以相对于上述基准点点对称的方式沿第一方向配列VCSEL兀件10C1、10C2,与第一、第二、第三实施方式相同，能够防止安装时的VCSEL元件10C1U0C2的破损。
[0103]另外，本实施方式的VCSEL阵列元件IC中的VCSEL元件1Cl的阴极用焊盘电极952A1、952B1、阳极用焊盘电极9621、以及VCSEL元件10C2的阴极用焊盘电极952A2、952B2、阳极用焊盘电极9622沿第一方向的位置不与发光区域701C、702C重合。因此，以沿第二方向引出引线的方式进行引线接合的情况下，向任意的方向引出引线激光也不照射引线，能够防止由于引线造成的激光的损耗的产生。
[0104]另外，在图6中，示出了 VCSEL元件10C1U0C2关于基准点准确地点对称的例子，但并不需要准确地线对称。只要以至少发光区域701B和发光区域702B不包含在吸附区域800B的方式，沿第一方向配列VCSEL元件10C1、10C2即可。
[0105]接下来，参照附图对第五实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件进行说明。以下，也将垂直共振腔面发射激光阵列元件称为“VCSEL阵列元件”。图7是本发明的第五实施方式所涉及的垂直共振腔面发射激光阵列元件IA的俯视图。
[0106]本实施方式的VCSEL阵列元件ID在单一的基座基板上形成由上述的第一实施方式所示的VCSEL元件10相同的层叠结构构成，且阳极以及阴极的布线图案不同的VCSEL元件10D1、10D2。因此，省略各VCSEL元件1Dl、10D2沿层叠方向的结构的说明。
[0107]VCSEL元件10D1U0D2沿基座基板的第一方向，以隔开规定间隔的方式配置。VCSEL元件1Dl与VCSEL元件10D2俯视时的形状以在基座基板11的沿第一方向的大致中心，并沿第二方向的中心轴为基准大致线对称。
[0108]具体而言，VCSEL元件1Dl的阴极用电极9711与VCSEL元件10D2的阴极用电极9712以上述中心轴为基准线对称。VCSEL元件1Dl的阴极用焊盘电极972A1、972B1与VCSEL元件10D2的阴极用焊盘电极972A2、972B2分别以上述中心轴为基准线对称。VCSEL元件1Dl的阴极用布线电极973A1、973B1与VCSEL元件10D2的阴极用布线电极973A2、973B2分别以上述中心轴为基准线对称。
[0109]VCSEL元件1Dl的阳极用电极9811与VCSEL元件10D2的阳极用电极9812以上述中心轴为基准线对称。VCSEL元件1Dl的阳极用焊盘电极9821与VCSEL元件10D2的阳极用焊盘电极9822以上述中心轴为基准线对称。VCSEL元件1Dl的阳极用布线电极9831与VCSEL元件10D2的阳极用布线电极9832以上述中心轴为基准线对称。
[0110]VCSEL10D1的阴极用焊盘电极972A1、972B1以及阳极用焊盘电极9821不相对于第一方向和第二方向平行而沿具有规定的角度的方向配列。
[0111]VCSEL10D2的阴极用焊盘电极972A2、972B2以及阳极用焊盘电极9822不相对于第一方向和第二方向平行而沿具有规定的角度的方向配列。VCSEL10D2的阴极用焊盘电极972A2、972B2以及阳极用焊盘电极9822的配列方向与VCSEL10D1的阴极用焊盘电极972AU972B1以及阳极用焊盘电极9821的配列方向不平行，而为以上述中心轴为基准线对称的关系。
[0112]阴极用焊盘电极972A1、972B1、阳极用焊盘电极9821、阴极用焊盘电极972A2、972B2以及阳极用焊盘电极9822沿第一方向以相等的间隔d配置。
[0113]通过成为这样的构成，以沿第二方向引出引线的方式进行引线接合的情况下，弓丨线接合在VCSEL元件10C1U0C2侧的接合区位置的间隔恒定。因此，能够使引线接合工序以及引线接合设定构成简单化，能够减少作业负荷。并且，根据引线接合精度的限制，决定焊盘电极的最小尺寸以及最小间隔。通过以由该最小尺寸以及最小间隔规定的间隔恒定地配置，能够使芯片尺寸小型化。
[0114]VCSEL元件1Dl的发光区域701D与VCSEL元件10D2的发光区域702D以上述中心轴为基准线对称。
[0115]与上述的第一实施方式相同，吸附区域800D为平筒夹吸附的区域，吸附区域800D的直径与VCSEL阵列元件ID的第二长度大致相等。设定为以这样的形状的平筒夹的中心与VCSEL阵列元件ID的第一方向的中心以及第二方向的中心一致的方式，将平筒夹安装于VCSEL阵列元件ID的情况下，如图7所示，在第一方向的两端产生不包含在吸附区域800D的区域。
[0116]因此，如图7所示，通过以发光区域701D与发光区域702D不包含在吸附区域800D的方式，并以上述中心轴为基准线对称的方式，沿第一方向配列VCSEL元件10D1、10D2，与上述的实施方式相同，能够防止安装时的VCSEL元件10D1、10D2的破损。
[0117]另外，在本实施方式中，各阴极用焊盘电极与各阳极用焊盘电极也相对于发光区域701D、702D配置于同一侧，所以与上述的实施方式相同，能够防止由于引线造成的激光的损耗的产生。
[0118]此外，在图7中，示出了 VCSEL元件10D1U0D2以中心轴为基准准确地线对称的例子，但并不需要准确地线对称。只要以发光区域701D与发光区域702D不包含在吸附区域800D的方式，沿第一方向配列VCSEL元件10D1、10D2即可。
[0119]上述的各实施方式的结构示出了能够得到本发明的作用效果的几个例子，只要是能够组合这些实施方式假定的结构，则能够得到与上述的各实施方式相同的作用效果。
[0120]另外，在上述的吸附区域形成了电极图案的情况下，在该电极图案的形成区域与未形成电极图案的区域之间产生电极厚度量的阶梯差。通常，电极图案较薄，所以即使存在该电极图案带来的阶梯差，也能够吸附。然而，也可以仅在吸附区域形成平坦化用的绝缘月旲。由此，能够进一步提闻吸附性。
[0121]符号说明
[0122]ΙΑ、1B、1C、ID…垂直共振腔面发射激光阵列元件，10、1Al、10A2、1Bl、10B2、10(:1、1(^2、1001、1002吣垂直共振腔面发射激光元件，11...基座基板，21..4型半导体接触层,22...Ν型DBR(多层分布式布拉格反射器)层,23...Ρ型半导体DBR层,24...Ρ型接触层，3ρ..Ν型半导体包覆层，32...P型半导体包覆层，40…活性层，50...氧化狭窄层，60…绝缘膜，700、701A、702A、701B、702B、701C、702C、701D、702D...发光区域，800、800A、800B、800C、800D…吸附区域，911A、911B、9111、9112、9311、9312、9511、9512、95711、9712...阴极用电极，921、9211、9212、9411、9412、9611、9612、9811、9812…阳极用电极，912A、912B、912A1、912B1、912A2、912B2、932A1、932B1、932A2、932B2、952A1、952B1、952A2、952B2、972A1、972B1、972A2、972B2…阴极用焊盘电极，922、9221、9222、9421、9422、9621、9622、9821、9822…阳极用焊盘电极，913A、913B、913A1、913B1、913A2、913B2、933A1、933B1、933A2、933B2、953A1、953B1、953A2、953B2、973A1、973B1、973A2、973B2…阴极布线电极，923、9231、9232、9431、9432、9631、9632、9831、9832 …阳极用布线电极。
【权利要求】
1.一种垂直共振腔面发射激光元件，具备: 基座基板； 形成在该基座基板的表面的~型半导体多层膜反射层、具备量子阱的活性层、以及？型半导体多层膜反射层； 阳极用电极，其与所述？型半导体多层膜反射层连接；以及 阴极用电极，其与所述~型半导体多层膜反射层连接， 从所述基座基板的表面侧观察，在比所述基座基板狭窄的区域形成至少包含所述~型半导体多层膜反射层以上的层，并发出激光的发光区域多层部， 所述垂直共振腔面发射激光元件通过所述基座基板的所述发光区域多层部侧被吸附而被安装于外部电路基板，其中， 从所述基座基板的表面侧观察，所述发光区域多层部的形成区域与所述被吸附的区域不同。
2.根据权利要求1所述的垂直共振腔面发射激光元件，其中， 所述基座基板在第一方向具有第一长度，在与该第一方向大致正交的第二方向具有第二长度，第一长度比第二长度长，所述吸附区域在所述第一方向以及所述第二方向的双方上与所述第二长度大致相同的情况下， 所述发光区域多层部的形成区域以与所述吸附区域接触或者分离的方式，配置在沿所述吸附区域的所述第一方向的规定位置。
3.根据权利要求2所述的垂直共振腔面发射激光元件，其中， 具备: 阳极用焊盘电极，其形成在所述基座基板的所述发光区域多层部侧，并与所述阳极用电极连接；以及 阴极用焊盘电极，其形成在所述基座基板的所述发光区域多层部侧，并与所述阴极用电极连接， 所述阳极用焊盘电极与所述阴极用焊盘电极沿所述第二方向，相对于所述发光区域多层部配置在同一侧。
4.根据权利要求3所述的垂直共振腔面发射激光元件，其中， 所述阳极用焊盘电极与所述阴极用焊盘电极以沿所述第一方向配列的方式配置。
5.根据权利要求4所述的垂直共振腔面发射激光元件，其中， 所述阴极用焊盘电极为两个，这两个阴极用焊盘电极从所述基座基板的表面侧观察，形成在将所述阳极用焊盘电极夹着的位置。
6.根据权利要求4或者权利要求5所述的垂直共振腔面发射激光元件，其中， 所述阳极用焊盘电极与所述阴极用焊盘电极沿第一方向的间隔恒定。
7.—种垂直共振腔面发射激光阵列元件，其中， 具备多个权利要求1?6的任意一个所述的垂直共振腔面发射激光元件，并以各垂直共振腔面发射激光元件的各发光区域多层部分别以规定距离分离的方式配置。
8.—种垂直共振腔面发射激光阵列元件， 是在单一的基座基板上配列多个垂直共振腔面发射激光元件而形成， 所述垂直共振腔面发射激光元件具备: 所述基座基板； 形成在该基座基板的表面的~型半导体多层膜反射层、具备量子阱的活性层、以及？型半导体多层膜反射层； 阳极用电极，其与所述？型半导体多层膜反射层连接；以及 阴极用电极，其与所述~型半导体多层膜反射层连接， 从所述基座基板的表面侧观察，在比所述基座基板狭窄的区域形成至少包含所述活性层以上的层，并发出激光的发光区域多层部的垂直共振腔面发射激光元件， 所述垂直共振腔面发射激光元件通过所述基座基板的所述发光区域多层部侧被吸附而被安装于外部电路基板，其中， 从所述基座基板的表面侧观察，所述发光区域多层部的形成区域与所述被吸附的区域不同。
9.根据权利要求8所述的垂直共振腔面发射激光阵列元件，其中， 所述基座基板在第一方向具有第一长度，在与该第一方向大致正交的第二方向具有第二长度，第一长度比第二长度长，所述吸附区域在所述第一方向以及所述第二方向的双方上与所述第二长度大致相同的情况下， 所述多个垂直共振腔面发射激光的发光区域多层部的形成区域以与所述吸附区域接触或者分离的方式，配置在沿所述吸附区域的所述第一方向的规定位置。
10.根据权利要求9所述的垂直共振腔面发射激光阵列元件，其中， 所述多个垂直共振腔面发射激光中的每一个具备: 阳极用焊盘电极，其形成在所述基座基板的所述发光区域多层部侧，并与所述阳极用电极连接；以及 阴极用焊盘电极，其形成在所述基座基板的所述发光区域多层部侧，并与所述阴极用电极连接， 各垂直共振腔面发射激光元件的所述阳极用焊盘电极与所述阴极用焊盘电极沿所述第二方向，相对于连接这些所述阳极用焊盘电极与所述阴极用焊盘电极的所述发光区域多层部配置在同一侧。
11.根据权利要求10所述的垂直共振腔面发射激光阵列元件，其特征在于， 所述多个垂直共振腔面发射激光元件的所述阳极用焊盘电极与所述阴极用焊盘电极以沿所述第一方向配列的方式配置。
12.根据权利要求11所述的垂直共振腔面发射激光阵列元件，其中， 所述各垂直共振腔面发射激光元件的所述阴极用焊盘电极为两个，这两个阴极用焊盘电极从所述基座基板的表面侧观察，形成在将所述阳极用焊盘电极夹着的位置。
13.根据权利要求11或者权利要求12所述的垂直共振腔面发射激光阵列元件，其中， 所述阳极用焊盘电极与所述阴极用焊盘电极沿第一方向的间隔恒定。
【文档编号】H01S5/42GK104364981SQ201380027395
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年5月23日 优先权日:2012年5月25日
【发明者】岩田圭司, 松原一平, 粉奈孝行, 渡边博, 柳濑雅司 申请人:株式会社村田制作所