WO2004093273A1

WO2004093273A1 - 半導体レーザ素子とその製造方法および半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法

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Publication number: WO2004093273A1
Application number: PCT/JP1994/001277
Authority: WO
Inventors: Masayuki Iwase
Original assignee: Masayuki Iwase
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 2004-10-28
Also published as: JPH0750449A; US5715267A

Description

明細書

半導体レーザ素子とその製造方法および

半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法

[技術の分野]

本発明は光通信の技術分野で用いられる半導体レーザ素子とその製造方法に関する。本発明は、また、半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法に関する。

[背景技術]

周知のとおり、光通信用の光源である半導体レーザ素子は、これの使用に際して、光ファイバや光導波路のような光導波素子と光学的に結合される。

かかる結合においては、半導体レーザ素子の発光部と光導波素子との光結合効率を高めることが重要であり、そのために、発光部の位置を正確に把握して両者の光軸を高精度に一致させる。半導体レーザ素子の発光部は活性層の領域にあり、その発光部の端面が半導体結晶の劈開面より露出している。しかしながら、半導体レーザ素子の発光部はきわめて微小であり、その周囲部との境界も判然としないので、半導体結晶の劈開面を顕微鏡観察する場合でも、これを確認するのが不可能である。

それゆえ、半導体レーザ素子と光導波素子とを結合すべく発光部の位置を正確に把握しょうとしても、通常の手段では、これを実現することができない。

従来においては、このような事情から、半導体レーザ素子と光導波素子とを結合するときに、下記のようなステ、ソプを含む方法を用いている。第一ステップにおいて、半導体レーザ素子の発光部付近と光導波素子の光入射端部とを互いに対向させる。

第二ステップのとき、半導体レーザ素子から光導波素子へレーザ光を入射してその光強度を光導波素子の光出射端部側でモニタし、かつ、当該光強度が最大となるように半導体レーザ素子と光導波素子との相対位置を三次元空間で調整する。

さらに、第三ステップにおいて、半導体レーザ素子、光導波素子を相互に固定する。

上述した結合方法の場合、光モニタ状態において半導体レーザ素子と光導波素子とを高精度に結合できるかのごとくであるが、実際上はつぎのような課題が残されている。

その一つは、半導体レーザ素子の発光部、光導波素子のコア径がいずれも小さく、しかも、半導体レーザ素子の発光部が判然としないために、第一ステツプにおいて対向させた発光部と光入射端部との光軸が大きくずれることである。とくに、光導波素子がコア直径数 μ m Φのシングルモ一ド光ファイバからなる場合は、このような事態が起こりやすい。

他の一つは、発光部と光入射端部との光軸が上記のように大きくずれているために、第二ステ、ソプにおける光強度のピ一クサ一チに長い時間を要することである。

さらに、他の一つは、半導体レーザ素子に光導波素子を組みつけるモジュール化において、これらを第三ステツプのように固定した塌合に、事後の位置修正に手数を要することである。すなわち、半導体レーザ素子、光導波素子相互の固定後、両者の光軸にずれのあることが判明しても、その光軸のずれ方向、ずれ量が不明であるために、かかる修正が短時間で行なえない。

これらの望ましくない現象は、半導体レーザ素子と光導波素子とを 1 ： 1で結合する場合だけでなく、半導体レーザ素子アレイと光導波素子アレイとの結合においても生じる。

[発明の開示]

本発明は、このような技術的課題に鑑み、光導波素子との結合が正確かつ簡易に行なえる半導体レーザ素子、および、その半導体レーザ素子を製造するための方法、ならびに、半導体レーザ素子と光導波素子とを正確かつ簡易に結合することのできる方法を提供しょうとするものである。

本発明に係る半導体レーザ素子は、所期の目的を達成するために、半導体基板上に、ストライプ状の活性層からなる発光部と、ストライプ状の活性層からなる非発光部とが互いに平行して形成されており、発光部の周囲が活性層よりも屈折率の低い半導体層で覆われており、非発光部の上面沿いにストライプ状の溝を備えていることを特徴とする。

上記における半導体レーザ素子の実施態様として、つぎのようなものをあげることができる。

@ 一つの発光部と一つの非発光部とが半導体基板上に形成されており、これらが相互に平行しているもの。

® 一つの発光部と複数の非発光部とが半導体基板上に形成されており、これらが相互に平行しているもの。

◎ 複数の発光部と一つの非発光部とが半導体基板上に形成されており、これらが相互に平行しているもの。

⑧ 複数の発光部と複数の非発光部とが半導体基板上に形成されており、これらが相互に平行しているもの。

本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法は、所期の目的を達成するために、半導体基板上に活性層、クラッド層を順次堆積させるための工程と、これら活性層、クラッド層をストライプ状に加工して互いに平行した発光部と非発光部とを形成するためのェ程と、発光部の上面側、非発光部の上面側を除く他の部分を活性層よりも屈折率の低い半導体層で覆うことにより、これら発光部の上面側、非発光部の上面側にストライプ状の溝をそれぞれ形成するための工程と、発光部の上面側にあるストライプ状の溝を半導体層で埋めるための工程とを含んでいることを特徴とする。上記製造方法の各種具体例として、前記 @〜@で述べた半導体レーザ素子をつくる。

本発明に係る半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法は、所期の目的を達成するために、互いに平行な一つのストライプ状発光部と一つのストライプ状非発光部とを有し、非発光部の上面沿いにストライプ状の溝を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の発光部に対応した一つの光導波素子とを結合するときに、非発光部を基準にして発光部と光導波素子との相対位置を求め、かつ、これらを位置合わせして半導体レーザ素子、光導波素子相互を光学的に結合することを特徴とする。

本発明に係る半導体レ一ザ素子と光導波素子との結合方法は、また、所期の目的を達成するために、互いに平行な複数のストライブ状発光部と、これら発光部に平行する一つのストライプ状非発光部とを有し、非発光部の上面沿いにストライプ状の溝を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の各発光部に対応した複数の光導波素子とを結合するときに、非発光部を基準にして各発光部と各光導波素子との相対位置を求め、かつ、これらを位置合わせして半導体レーザ素子、光導波素子相互を光学的に結合することを特徴とする。

本発明に係る半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法は、さらに、所期の目的を達成するために、一つのストライブ状発光部と、その発光部に平行する複数のストライプ状非発光部とを有し、非発光部の上面沿いにストライプ状の溝を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の各発光部に対応した複数の光導波素子とを結合するときに、非発光部を基準にして各発光部と各光導波素子との相対位置を求め、かつ、これらを位置合わせして半導体レーザ素子、光導波素子相互を光学的に結合することを特徴とする。

本発明に係る半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法は、さらに、所期の目的を達成するために、互いに平行な複数のストライプ状発光部と、これら発光部に平行する複数のストライプ状非発光部とを有し、非発光部の上面沿いにストライプ状の溝を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の各発光部に対応した複数の光導波素子とを結合するときに、非発光部を基準にして各発光部と各光導波素子との相対位置を求め、かつ、これらを位置合わせして半導体レーザ素子、光導波素子相互を光学的に結合することを特徵とする。

上記各結合方法において、少なくとも一つの発光部が二つの非発光部の間に挟まれていることがあり、その一例として、全部の発光部が二つの非発光部の間に挟まれており、他の一例として、発光部と複数の非発光部と交互に並んでいる。

上記結合方法において、光導波素子は、一例として光ファイバからなり、他の一例として光導波路からなる。

本発明に係る半導体レーザ素子において、ストライプ状の活性層からなる非発光部とストライプ状溝とは、非発光部が下位、溝が上位となる関係にあり、ストライプ状の活性層からなる発光部と前記非発光部とはこれらの間に距離をおいて平行している。かかる半導体レーザ素子をこれの劈開面側から観察するとき、発光部、非発光部は判然としないが、ストライプ状溝はこれを視覚的にとらえることができる。

したがって、半導体レーザ素子の劈開面においてストライプ状溝を基準にするときは、その溝との上下距離（既知の事項）から非発光部の位置が判明し、さらに、非発光部との平行距離（既知の事項）から発光部の位置が判明する。

かくて、発光部の位置を把握することのできる半導体レーザ素子の場合は、これと光導波素子との光学的結合が簡易かつ正確に行なえる。

本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法によるときは、既述の各工程にしたがうだけで、前記ストライプ状発光部、ストライプ状非発光部、ストライプ状溝などをもつ所定の半導体レーザ素子すなわち、発光部の位置が簡易かつ正確に把握できる半導体レーザ素子を合理的に製造することができる。

本発明に係る半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法は、半導体レ一ザ素子側にあるストライプ状溝の端部を基準にするので、発光部の端面位置が簡易かつ正確に求まり、これに要する時間が短縮される。

[図面の簡単な説明]

図 1は本発明に係る半導体レーザ素子の一実施例を示した断面図、図 2は本発明に係る半導体レーザ素子の他実施例を略示した断面図、図 3は本発明に係る半導体レーザ素子製造方法の一実施例を略示した工程説明図、図 4は本発明に係る半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法について、これの一実施例を略示した説明図、図 5は光導波素子の一種である光導波路を略示した斜視図である。

[発明を実施するための最良の形態] はじめに、図 1に例示された本発明の半導体レーザ素子を説明する。

図 1に例示された半導体レーザ素子において、 1は P型半導体基板、 2 aは発光部（ストライプ状活性層 2 ) 、 2 bは非発光部 (ストライプ状活性層 2 ) 、 3は n型クラッド層、 4は p型埋め込み層、 5は n型埋め込み層、 6は p型埋め込み層、 7は n型クラッド層、 8は n型キャップ層、 9は溝、 1 0は型電極、 1 1 は n型電極、 1 3は誘電体マスクをそれぞれ示す。

P型半導体基板 1上にある発光部 2 a、非発光部 2 bは、いずれもストライブ状に形成された活性層 2からなり、これらは互いに平行している。

発光部 2 aの上面、非発光部 2 bの上面は、これらよりも屈折率の低い n型クラッド層 3で覆われており、非発光部 2 b側の n 型クラ、ソド層 3上には誘電体マスク 1 3が付されている。

発光部 2 aの両側部、非発光部 2 bの両側部は、 p型埋め込み層 4、 n型埋め込み層 5、 p型埋め込み層 6で覆われている。発光部 2 a、非発光部 2 bの上面側には、断面略 V形をなすストライプ状の溝 9があり、 p型埋め込み層 6上に設けられた n型クラッド層 7が発光部 2 a上のストライプ状溝 9を埋め込んでいるが、非発光部 2 b上のストライプ状溝 9は、このような埋め込みがないために開放されている。

n型クラッド層 7の上に設けられた n型キャップ層 8も、非発光部 2 b上のストライプ状溝 9を埋めることなく開放している。

p型電極 1 0は p型半導体基板 1の下面に取りつけられ、 n型電極 1 1は発光部 2 a上にある n型キャップ層 8の上面に取りつけられている。

図 1に例示された半導体レーザ素子において、 P型電極 1 0、 n型電極 1 1は周知の金合金からなり、誘電体マスク 1 3は周知の誘電体からなり、その他の構成部材は周知の m - V族化合物半導体物質（結晶、混晶）からなる。

より具体的な一例として、半導体基板 1は p— I n P基板からなり、発光部 2 a、非発光部 2 bを構成している活性層 2は I n G a A s Pからなる。また、両クラッド層 3、 7は n— I n Pからなり、両埋め込み層 4、 6は p - I n P、他の一つの埋め込み層 5は n— I n Pからなり、キヤップ層 8は n— I n G a A s P からなる。さらに、 ρ型電極 1 0は A u— Z n、 n型電極 1 1は A u— G eからなり、誘電体マスク 1 3は S i 0 ₂ からなる。図 1に例示された半導体レーザ素子において、これの劈開面をたとえば光学顕微鏡で観察した場合、非発光部 2 b上にあるストライプ状溝 9の端面が明瞭にみえる。発光部 2 aと非発光部 2 b とは、所定の設計仕様に基づき形成されたものであるから、これらの平行間隔（平行距離）が既知である。さらに、非発光部 2 b 上にある n型クラヅド層 3、誘電体マスク 1 3も、所定の設計仕様に基づき形成されたものであるから、これらの厚さが既知事項である。

このような半導体レーザ素子の場合は、非発光部 2 b上にあるストライプ状溝 9を基準にして発光部 2 aの位置をとらえることができる。すなわち、図 1において、ストライプ状溝 9の底部から n型クラッド層 3、誘電体マスク 1 3の厚き分だけ下がった位置を測定することにより非発光部 2 bの位置が求まり、さらに、非発光部 2 bの位置から左側へ向けて前記の平行距離分（発光部 2 aと非発光部 2 bとの間隔）を測定することにより発光部 2 a の位置が求まる。

つぎに、図 2に例示された本発明の半導体レーザ素子を説明する。

図 2に例示された半導体レーザ素子も、 p型半導体基板 1、ストライプ状の活性層 2からなる発光部 2 a、ストライプ状の活性層 2からなる非発光部 2 b、 n型クラッド層 3、 p型埋め込み層 4、 n型埋め込み層 5、 p型埋め込み層 6、 n型クラ、ソド層 7、 11型キャップ層 8、ストライプ状の溝 9、 p型電極 1 0、 n型電極 1 1、誘電体マスク 1 3を含んで構成されている。

ただし、図 2に例示された半導体レーザ素子の場合は、単一の P型半導体基板 1上において、複数の発光部 2 aと複数の非発光部 2 bとが互いに平行して交互に並んでおり、各非発光部 2 b上のストライプ状溝 9を除く部分が n型クラ、ソド層 3、 p型埋め込み層 4、 n型埋め込み層 5、；型埋め込み層 6、 n型クラッド層 7、 n型キャップ層 8で覆われている。さらに、 p型電極 1 0は一つのみで、これが P型半導体基板 1の下面に取りつけられているが、 n型電極 1 1は複数あってこれらが発光部 2 a上にある n 型キヤップ層 8の上面にそれぞれ取りつけられている。その他、各非発光部 2 b側の n型クラッド層 3上に誘電体マスク 1 3がそれぞれ付されている。

図 2に例示された半導体レーザ素子において、これの構成部材は既述のものと同じである。

図 2に例示された半導体レーザ素子の場合も、前記と同じく、各非発光部 2 b上にあるストライプ状溝 9を基準にして各発光部 2 aの位置をとらえることができる。とくに、この実施例にあつては、各発光部 2 aの位置をとらえるときに、各開放ストライプ状溝底を結ぶ線分を基準線として活用できる。

本発明に係る半導体レーザ素子において、 P型半導体基板 1上に形成される発光部 2 a、非発光部 2 bは、前記⑨〜 @で述べたように、「発光部：非発光部」が、「 1 : 1」、「複数： 1」、「 1 ：複数」、「複数：複数」である。

これらのうち、発光部：非発光部 = 2 ： 1の場合は、中間に非発光部 2 bがあってその両側に各発光部 2 aが並び、発光部：非発光部 = 1 ： 2の場合は、中間に発光部 2 aがあってその両側に両非発光部 2 bが並び、発光部：非発光部 =多数： 2の場合は、中間に多数の発光部 2 aがあってこれらの両側に両非発光部 2 b が並ぶ。

とくに、両非発光部 2 bが最左側、最右側にある場合は、図 2 に示されているように、発光部 2 aと非発光部 2 bとを結ぶ線分 Lが、加工精度不足に起因し、 X軸線に対して勾配 Θを有するときに都合よい。すなわち、単数または複数の発光部 2 aがその線分 L上に並んでいるので、当該線分 Lを基準にして発光部 2 aの位置を正確に求めたり、後述する半導体レーザ素子と光導波素子との結合を正確に行なうことができる。

つぎに、図 1に例示された半導体レーザ素子の製造方法を図 3 の（a ) 〜（d ) に基づいて説明する。

図 3 ( a ) の工程においては、はじめに、 M O C V D法のごときェピタキシャル成長手段を介して、 p - I n P基板 1上に I n G a A s P活性層 2と n— I n Pクラッド層 3とを積層し、つぎに、 n— I n Pクラッド層 3の上に 5 0 w mの平行間隔をおいて幅 1 . 5 μ ηιの誘電体マスク 1 2、 1 3を形成し、その後、基板 1、活性層 2、クラッド層 3の不要部分を周知のエッチング手段でエッチングしてメサストライブを形成する。

この工程を終えたときに、ストライプ状活性層 2からなる発光部 2 aと、同じく、ストライプ状活性層 2からなる非発光部 2 b とが平行状態で得られる。

なお、誘電体マスク 1 3は、半導体レーザ素子と光ファイバと

『 Sれた用紙 (規 ft|91) を接続する場合において 1〜 1 0 μ m程度の幅に設定されるのが望ましく、半導体レーザ素子と光導波路とを接続する場合において 1 0〜 1 0 0 μ m程度の幅に設定されるのが望ましい。上記に例示した誘電体マスク 1 3の幅 1 . 5 .Lt mは、この記載から明らかなように、半導体レーザ素子と光ファイバとの接続を想定した値である。

図 3 ( b ) の工程においては、各誘電体マスク 1 2、 1 3を選択成長膜とし、 P— I n P基板 1上に p— I n P埋め込み層 4、 n一 I n P埋め込み層 5、 p— I n P埋め込み層 6を順次ェピ夕キシャル成長させて p n p埋め込み層を形成する。

この場合、選択成長膜たる各誘電体マスク 1 2、 1 3上には埋め込み層が成長しないので、発光部 2 aの上、非発光部 2 bの上にはそれぞれストライブ状の溝 9が形成される。

図 3 ( c ) の工程においては、誘電体マスク 1 3のみを覆うように、これの上にレジストマスク 1 4を形成した後、フッ酸により誘電体マスク 1 2を腐食除去し、その後、誘電体マスク 1 3上からレジストマスク 1 4を取り除く。

図 3 ( d ) の工程においては、 p— I n P基板 1上に n— I n Pクラッド層 7、 n— I n G a A s Pキャップ層 8を順次ェピタキシャル成長させる。

この場合、発光部 2 a側の溝 9は、クラッド層 7で埋められる力誘電体マスク 1 3上にはクラッド層 7やキャップ層 8が成長しない。したがって、非発光部 2 bの上には、各埋め込み層 4〜 6、クラ、ソド層 7、キャップ層 8などのない、すなわち、開放されたストライプ状溝 9がそのまま残される。以降の工程においては、 p— I n P基板 1をこれの下面側から研磨して 1 0 0 μ ηι程度の厚さに仕上げる。その後、 Ρ - I η Ρ 基板 1の下面に Ρ型電極（A u — Ζ η ) 1 0を取りつけ、ェピタキシャル成長側に η型電極 ( A u - G e ) 1 1を取りつける。その他、誘電体マスク 1 3が不要である場合は、これを前記の手段で腐食除去する。

発光部 2 aの位置を求める際に基準となるストライプ状溝 9、すなわち、非発光部 2 b上のストライプ状溝 9は、図 3 ( a ) 〜 ( d ) の工程において、選択成長膜を兼ねる誘電体マスク 1 3を利用することにより形成されたが、このようなマスク 1 3を用いない場合で'も、基準用のストライプ状溝 9を形成することができる。たとえば、半導体基板 1上において、通常のェピタキシャル成長にしたがってクラッド層 7までを形成し、その後、非発光部 2 bの上部に該当する箇所をエッチングすることにより、基準用のストライプ状溝 9ができあがる。

しかし、このような方法によるときは、つぎのような不都合が生じる。

① エッチングマスクの形成工程とェヅチング工程など、二つの工程を要する。

② クラッド層 7までを形成した後において、非発光部 2 bとなる部分が視認できないために、あらかじめ、半導体ウェハに非発光部確認用の目印を付しておき、エツチング時にェッチング箇所を正確に位置決めしなければならない。

③ エッチングがわずかにでも非発光部 2 bに達すると、エッチングが止まる。このような場合は、非発光部 2 bの一部のみが露出される状態となり、基準用のストライプ状溝 9として適切な形状が得られない。

④ 上記への配慮からエッチング幅を大きくした場合は、基準用のストライプ状溝 9が大きくなりすぎるために、素子の割れが起こりやすくなる。

図 3 ( a ) 〜（d ) その他で説明された本発明の製造方法は、選択成長膜を兼ねる誘電体マスクを利用して、基準用のストライプ状溝 9を形成するので、この溝が適切に仕上がり、上記①〜④ のような不都合も生じない。

図 2に例示された半導体レーザ素子も、上述した内容に準じて作製することができる。

図 2の半導体レーザ素子は、発光部 2 aを二つ以上、非発光部 2 bを二つ以上、基準用のストライプ状溝 9を二つ以上を備えているので、前述した図 3 ( a ) 〜（d ) の工程およびそれ以降の工程を自明の手段で改変することにより、かかる半導体レーザ素子が得られる。前述した @〜⑥に該当する各種の半導体レーザ素子（ただし、図 1、図 2のものを除く）を製造するときも、これと同様にすればよい。

大きな半導体基板 1を用い、かつ、図 3 ( a ) 〜（d ) の工程に準じて、ェピタキシャル成長、ストライプ形成、選択成長、レジストマスク形成、ェピタキシャル成長、電極形成、劈開などの各工程を実施することにより図 2の半導体レーザ素子が得られ、さらに、その後、素子分離工程を実施することにより、図 1の半導体レーザ素子が得られる。

つぎに、図 4に例示された半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法を説明する。

図 4において、二つの支持台 2 3、 2 4のいずれか一方または両方は、互いに、あるいは、一方の台を他方の台に対して図 4の X軸方向、 Y軸方向、 Z軸方向へ微動ないし移動させるために、微調整用の圧電素子、ステツプモータなどを備えている。

図 4において、半導体レーザ素子 2 1 と光ファイバからなる光導波素子 2 2とが各支持台 2 3、 2 4上にセットされたとき、これらの光軸が Z軸方向に沿い、かつ、半導体レーザ素子 2 1の端面（劈開面）と光導波素子 2 2の端面とが互いに向き合う。

この場合、半導体レーザ素子 2 1の非発光部 2 bの高さ、光導波素子（光ファイバ） 2 2のコア中心の高さは、いずれも既知であり、支持台 2 3、 2 4の高さも既知であるから、図 4の Y軸方向に関して、非発光部 2 b、コア中心の位置はいずれも判明している。すなわち、支持台 2 3、 2 4における非発光部 2 b、コア中心が Y軸方向に関して一致しているか否か、また、両者が不一致である場合のずれ量 yが判明している。

もし、各支持台 2 3、 2 4にある非発光部 2 b、コア中心が Y 軸方向に関して一致していない場合は、たとえば、一方の支持台 2 3に対し他方の支持台 2 4を前記ずれ量 yだけ Y軸方向（上方または下方）へ微動させて両者を一致させる。

つぎに、 X軸方向に関して、半導体レーザ素子 2 1の非発光部 2 b側にある基準用ストライプ状溝 9の位置、および、光導波素子 2 2の位置を図示しない顕微鏡により観察して確認する。すなわち、支持台 2 3、 2 4にある基準用ストライプ状溝 9、光導波素子 2 2が X軸方向に関して互いに一致しているか否か、また、両者が不一致である場合のずれ量 _xを読み取る。

図 4において、光導波素子 2 2が基準用ストライプ状溝 9に対し右側へずれている場合を（— X ) 、左側へずれている場合を ( + x ) とし、既知である発光部 2 aと非発光部 2 bとの平行距雛（平行間隔）を 5 0 mとする。

もし、光導波素子 2 2が、基準用ストライプ状溝 9に対し右側へずれている場合は、支持台 2 4を左側へ〔 5 0 — （— X ) 〕 = ( 5 0 + x ) だけ移動させることにより、光導波素子 2 2と発光部 2 aとが X軸方向に関して互いに一致する。

また、光導波素子 2 2が、基準用ストライプ状溝 9に対し左側へずれている場合は、支持台 2 4を右側へ〔 5 0— ( + x ) 〕 = ( 5 0— X ) だけ移動させることにより、光導波素子 2 2と発光部 2 aとが X軸方向に関して互いに一致する。

このようにして光導波素子 2 2の発光部 2 aと光導波素子 2 2 のコアとを Y軸方向、 X軸方向に関して一致させた後は、励起状態の半導体レーザ素子 2 1から光導波素子 2 2ヘレ一ザ光を入射し、その光強度を光導波素子 2 2の光出射端部側に接続されたモ二夕手段（図示せず）でモニタし、かつ、当該光強度が最大となるように半導体レーザ素子 2 1 と光導波素子 2 3との相対位置を三次元空間でさらに調整することにより、両者の結合状態をより良好できる。

このようにして、半導体レーザ素子 2 1の発光部 2 aと光導波素子 2 2のコアとを高精度に一致させた後は、光導波素子 2 3を半導体レーザ素子 2 1に結合してモジュール化をはかる。

このモジュール化のとき、たとえば、半導体レーザ素子 2 1 と 1277 一 17 -

光導波素子 2 2とを単レンズ結合したり複合レンズ結合する。

さらに、その後、半導体レーザ素子 2 1に他の必要な部品を組み合わせてこれをパッケージ化する。

上記における光導波素子 2 2としては、マルチモード光フアイバ、シングルモード光ファイバのほかに、図 5に例示された光導波路、その他公知ないし周知の光導波路も採用される。

このような光導波路も、上記の内容に準じて半導体レーザ素子 2 1 と光学的に結合することができる。.

また、図 2に例示された半導体レーザ素子 2 1 と複数ないし多数の光導波素子（光ファイバ） 2 2とを光学的に結合する場合も上記の内容に準じ、前述した⑨〜◎に該当する各種の半導体レーザ素子（ただし、図 1、図 2のものを除く）と、これらに対応す光導波素子とを光学的に結合する場合も上記の内容に準ずる。

[産業上の利用可能性]

本発明に係る半導体レーザ素子は、基準用ストライプ状溝に依存して発光部の正確かつ簡易に把握することができる。したがつて、半導体レ—ザ素子と光導波路との結合が短時間で正確に行なえる。

本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法は、ストライプ状発光部、ストライプ状非発光部、基準用となるストライプ状溝などをつくるだけである。したがって、所望の半導体レーザ素子を合理的に製造することができる。

本発明に係る半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法は、半導体レーザ素子側にある基準用のストライプ状溝を基準にして半導体レーザ素子の発光部と光導波素子の端部とを光学的に結合するから、両者の結合精度が高まり、これに要する時間も短縮され。

以上のとおり、本発明に係る技術は、半導体レーザ素子の製造分野、利用分野において、有用かつ有益なものである。

Claims

請求の範囲

1 . 半導体基板上に、ストライプ状の活性層からなる発光部と、ストライプ状の活性層からなる非発光部とが互いに平行して形成されており、発光部の周囲が活性層よりも屈折率の低い半導体層で覆われており、非発光部の上面沿いにストライプ状の溝を備えていることを特徴とする半導体レーザ素子。

2 . 一つの発光部と一つの非発光部とが半導体基板上に形成されており、これらが相互に平行している請求の範囲第 1項記載の半導体レーザ素子。 '

3 . —つの発光部と複数の非発光部とが半導体基板上に形成されており、これらが相互に平行している請求の範囲第 1項記載の半導体レーザ素子。

4 . 複数の発光部と一つの非発光部とが半導体基板上に形成されており、これらが相互に平行している請求の範囲第 1項記載の半導体レーザ素子。

5 . 複数の発光部と複数の非発光部とが半導体基板上に形成されており、これらが相互に平行している請求の範囲第 1項記載の半導体レーザ素子。

6 . 複数の発光部と複数の非発光部とが半導体基板上に形成されており、かつ、これらが相互に平行しているとともに、少なくとも一つの発光部が、二つの非発光部の間に挟まれている請求の範囲第 1項または第 5項記載の半導体レーザ素子。

7 . 半導体基板上に活性層、クラッド層を順次堆積させるための工程と、これら活性層、クラッド層をストライブ状に加工して互いに平行した発光部と非発光部とを形成するための工程と、発光部の上面側、非発光部の上面側を除く他の部分を活性層よりも屈折率の低い半導体層で覆うことにより、これら発光部の上面側、非発光部の上面側にス卜ライプ状の溝をそれぞれ形成するための工程と、発光部の上面側にあるストライブ状の溝を半導体層で埋めるための工程とを含んでいることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。

8 . 一つの発光部と一つの非発光部とを形成する請求の範囲第 7 項記載の半導体レーザ素子の製造方法。

9 · 一つの発光部と複数の非発光部とを形成する請求の範囲第 7, 項記載の半導体レーザ素子の製造方法。

10. 複数の発光部と一つの非発光部とを形成する請求の範囲第 7 項記載の半導体レーザ素子の製造方法。

11. 複数の発光部と複数の非発光部とを形成する請求の範囲第 7 項記載の半導体レーザ素子の製造方法。

12. 少なくとも一つの発光部が二つの非発光部の間に挟まれるように、これら発光部、非発光部を形成する請求の範囲第 7項または第 11項記載の半導体レーザ素子。

13. 互いに平行な一つのストライプ状発光部と一つのストライプ状非発光部とを有し、非発光部の上面沿いにストライプ状の溝を有する半導体レーザ素子と、半導体レ一ザ素子の発光部に対応した一つの光導波素子とを結合するときに、非発光部を基準にして発光部と光導波素子との相対位置を求め、かつ、これらを位置合わせして半導体レーザ素子、光導波素子相互を光学的に結合することを特徴とする半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法。

14. 互いに平行な複数のストライプ状発光部と、これら発光部に平行する一つのストライプ状非発光部とを有し、非発光部の上面沿いにス卜ライプ状の溝を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の各発光部に対応した複数の光導波素子とを結合するときに、非発光部を基準にして各発光部と各光導波素子との相対位置を求め、かつ、これらを位置合わせして半導体レーザ素子、光導波素子相互を光学的に結合することを特徴とする半導体レ一ザ素子と光導波素子との結合方法。

15. —つのストライプ状発光部と、その発光部に平行する複数のストライプ状非発光部とを有し、非発光部の上面沿いにストライブ状の溝を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の各発光部に対応した複数の光導波素子とを結合するときに、非発光部を基準にして各発光部と各光導波素子との相対位置を求め、かつ、これらを位置合わせして半導体レーザ素子、光導波素子相互を光学的に結合することを特徴とする半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法。

16. 互いに平行な複数のストライプ状発光部と、これら発光部に平行する複数のストライプ状非発光部とを有し、非発光部の上面沿いにストライプ状の溝を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の各発光部に対応した複数の光導波素子とを結合するときに、非発光部を基準にして各発光部と各光導波素子との相対位置を求め、かつ、これらを位置合わせして半導体レ一ザ素子、光導波素子相互を光学的に結合することを特徴とする半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法。

17. 少なくとも一つの発光部が二つの非発光部の間に挟まれている請求の範囲第 16項または第 17項記載の半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法。

18. 光導波素子が光ファイバからなる請求の範囲第 13項〜第 Π項記載の半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法。

19. 光導波素子が光導波路からなる請求の範囲第 13項または第 17 項記載の半導体レーザ素子と光導波素子との結合方法。