JP2001094194A - 半導体レーザ素子の端面処理方法及びそれに用いる治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザ素子が端面２ａ，２ｂを露出し
て複数個連なったレーザバー１に端面コート処理する際
に、陰が出来て膜厚が薄くなったり、電極表面に成膜さ
れる不具合を少なくする。 【解決手段】 スペーサバー５８が位置規制されて挿入
可能なスリット５２を有する一対のスペーサバー保持体
５３がスリット５２を対向して配置され、その一端側が
連結部５４で連結固定されコの字状をなす枠体５１にス
ペーサバー５８をスリット５２に挿入して載置し、その
表面にレーザバー１をその両端面がはみだすように載置
する作業を繰り返して、レーザバー１とスペーサバー５
８とを交互に積み重ねた状態を作り、押え部品で押さえ
て保持させ、その状態で治具をスパッタリング装置に供
給して一方の端面に所定の膜を形成し、保持した状態を
維持して他方の端面に対してスパッタリング成膜を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザ素
子の端面に保護膜を形成する処理方法及びそれに使用す
る治具の改良に関する。

【従来の技術】半導体レーザ素子は、その端面の例えば
幅方向２〜３μｍ、厚さ方向０．１μｍ程度の微小領域
より数ｍＷ〜数百ｍＷの光出力を得る装置であり、単位
面積当たりの光出力（光出力密度）は非常に高い。この
ため、光出射面は、自己の光出力により、損傷を受ける
ことから、長寿命化のために、保護膜を形成する。この
ような端面の保護膜は光出射側端面には強い光出射を得
るために低い反射率に設定される。反対側端面には余分
な光を逃さないように高反射率の膜が設けられる。

【０００２】このような、端面への成膜処理は、以下の
ように行われる。半導体レーザ素子は半導体基板表面に
複数の半導体層をエピタキシャル成長して形成され、多
数の素子がマトリックス状に出来上がる。その後、表面
側電極の形成、研磨やエッチング等により半導体基板の
裏面側を除去することによる厚みの調整、裏面側電極の
形成を行い、ウェーハ状に出来上がる。そして、それを
劈開することにより、図３に示す斜視図のような、端面
２ａ，２ｂが鏡面で、複数の半導体レーザ素子がバー状
に繋がり、発光端面２ａとその反対側端面２ｂを表した
レーザバー１とする。その外形寸法は例えば厚みｔは１
００μｍ、幅（光路長）ｗは０．５ｍｍ、バーの長さＬ
は１２．５ｍｍである。そして、図示しないが、発光領
域は表面３に近い位置にある。

【０００３】このようなレーザバー１の端面２ａや２ｂ
に成膜するには、原理的には図４に示す側面図のよう
に、載置面４ａと支え面４ｂとで断面Ｌ形を成すベース
板４と、その支え面４ｂに平行な押え面５ａを有して載
置面４ａ上を摺動自在で支え面４ｂに向け弾性的に付勢
された押え部品５とを備える治具６に、多数のレーザバ
ー１を例えば発光端面２ａを上にして載置し、支え面４
ｂと押え面５ａとで弾性的に挟みつけるように保持し
て、スパッタリング装置に供給して、例えばＳｉＯ_２の
ような絶縁膜等所定の膜形成を行う。

【０００４】ところが、現実の半導体レーザ素子の生産
工程においては、劈開により形成するレーザバー１の幅
ｗに例えば１０μｍ程度の幅でばらつきが生じ、即ち、
図４におけるレーザバー１の高さにバラツキが生じ、そ
の発光端面２ａは図４のようにフラットな面とならず凹
凸が生じる。そうすると、高い（幅ｗの大きい）レーザ
ーバ１の隣に低い（幅ｗの小さい）レーザバー１が配置
されると、その発光領域（図示せず）は表面３に近い位
置にあるので、背の高いレーザバー１がスパッタリング
時の陰を作り、背の低いレーザバー１の発光領域（図示
せず）の辺りの膜厚を薄くするおそれがある。

【０００５】そこで、図５に側面図で示す方法が採用さ
れる。それに用いる治具８は載置面６ａと支え面６ｂと
で断面Ｌ形をなすベース板６と、その支え面６ｂに平行
な押え面７ａを有して載置面６ａ上を摺動自在で支え面
６ｂに向け弾性的に付勢された押え部品７とを備える点
は図４に示す治具６に類似している。しかしながら、支
え面６ｂと押え面７ａの高さがレーザバー１の高さ（幅
ｗの設計値）より若干（例えば１５μｍ）低く設定され
ている。そして、それに多数のレーザバー１を例えば発
光端面２ａを上にして載置する際に、レーザバー１とス
ペーサバー９とを交互に載置する。ここで、スペーサバ
ー９はレーザバー１に類似した形状であるがその高さ
（幅）はレーザバー１の幅の設計値ｗより例えば１５μ
ｍ低いものである。そして、それらを支え面６ｂと押え
面７ａとで弾性的に挟みつけるように保持して、スパッ
タリング装置に供給して、所定の膜形成を行う。このよ
うにすればレーザバー１とレーザバー１との間隔が開く
ので、その高さに１０μｍ程度の差があってもスパッタ
リング時の陰になることはない。こうして、発光端面２
ａへの成膜が終われば、このように、レーザバー１とス
ペーサバー９とが整列した状態で、同様な治具８に移し
かえて反対側端面２ｂを上にして保持して、スパッタリ
ング装置に供給して、反対側端面２ｂへ所定の成膜を行
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
５に示す従来の端面処理方法では、第１の端面の成膜作
業が終わり、第２の端面の成膜のために裏返して別の治
具に載せかえる際に、スペーサバー９は細くて軽いもの
であるので、確実に落ち込むとは限らず、レーザバー１
より高く端面が位置するものが生じてスパッタリング時
に陰を作り、膜厚を薄くすることが生じる。スパッタリ
ング装置に供給する前にスペーサバー９が高いものを見
つけた場合に、例えばピン先のようなもので押さえて沈
めようとしても、スペーサバー９の厚みは１００μｍ以
下のように薄いので両側のレーザバーの端面に接触しな
いように押さえることは容易でない。又、治具に載せか
える際に一旦押え部品７による押えを緩めるのでその際
に、第１の端面へ成膜した膜の剥がれたものやその他の
ゴミがレーザバー１とスペーサバー９との間に挟まるこ
とがあり、そうすると、第２の端面へのスパッタリング
成膜する際に、ゴミの作った隙間にも入り込み電極の表
面に成膜される。そのような半導体レーザ素子は電極の
ほとんど全面にスパッタ膜が形成された場合には組み立
て不能となり、電極の全面でないにしてもかなりの面積
が膜で覆われたものは組み立ては出来ても特性不良や、
寿命の短いものとなる。そこでこの発明はこのような治
具の乗せかえを不要とし、結果、スペーサバーの端面が
レーザバー１の端面より突出して、スパッタリング成膜
に際して陰を作ることや、レーザバー１とスペーサバー
との間にゴミを挟み込んで、電極の表面に成膜されるこ
との発生を少なくした端面処理方法を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明は半導体レーザ素子が端面を露出して複数
個連なったレーザバーを準備する工程と、前記レーザー
バーの幅より所定寸法幅の狭いスペーサバーを準備する
工程と、前記レーザーバーと前記スペーサバーとを前記
レーザーバーの端面から前記スペーサバーの端面が両端
面共内方に位置するように交互に積み重ねた状態を治具
により表裏から挟み付けて保持する工程と、前記のよう
に複数のレーザーバーを保持している治具を成膜装置に
供給して端面に所定の膜を形成する工程とを有すること
を特徴とする半導体レーザ素子の端面処理方法を提供す
る。上記の方法によれば、一方の端面に対する成膜が終
わって治具がレーザバーを保持した状態を維持して他方
の端面に対する成膜を行っても、他方の端面側もスペー
サバーの端面はレーザバーの端面に対して内方に位置す
るので、成膜の際の陰にならない。そして、治具による
レーザーバーの保持を維持したままで２回目の成膜を行
うのでレーザバーとスペーサバーとの間にゴミを噛むチ
ャンスが少なくなる。

【０００８】さらに、上記の方法のために好適な物とし
て、レーザバーより幅が所定寸法狭く且つ長さが所定寸
法長いスペーサバーが位置規制されて挿入可能なスリッ
トを有する一対のスペーサバー保持体がスリットを対向
して配置され、その一端側が連結固定されコの字状をな
す枠体と、前記枠体のコの字状に開いた側から前記スリ
ットに複数のスペーサバーを順次挿入して間にレーザー
バーを挟んで重ねた物を押さえて前記枠体と一体に固定
されて積層状態を保持する押え部品とを具備した半導体
レーザ素子の端面コート用治具を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明は半導体レーザ素子が複
数個連なったレーザバーの端面に保護膜、反射膜、反射
防止膜等成膜を行うに際して、レーザバーを重ねて端面
にスパッタリング等により成膜すると、端面が高いもの
があると、隣に対して陰を作るので、１枚置きに背の低
い（幅の狭い）スペーサバーを挟んで行う方法の改良で
ある。本発明で使用するスペーサバーは幅、厚み共に小
寸法であるからなるべく変形や破損がしにくい材質がよ
く、例えばシリコンが使用できる。そして、例えば従来
の説明で用いた１００μｍ（ｔ）×０．５ｍｍ（w）×
１２．５ｍｍ（Ｌ）のレーザバーに用いる物の寸法は厚
みに付いては成膜装置の特性や、レーザバーの幅寸法
（ｗ）のバラツキやレーザバーやスペーサバーを治具に
セットする際の位置のバラツキ等で必要最小の寸法はあ
るが、それとは別に取り扱いで割れたり変形したりしな
い厚みが必要である。厚いとその分レーザバーのセット
数が少なくなるので、例えば１００μｍ程度で良い。幅
寸法はレーザバーやスペーサバーを治具にセットする際
の位置のバラツキ考慮してレーザバーの端面よりスペー
サバーの端面が突出しない様にしなければならない。そ
して、あまりにも小さくするとレーザバーの表面の露出
する面積が多くなり、電極の面積が減少する。そこで、
例えば片側２０μｍ分小さくして４６０μｍとする。長
さはスペーサバーを位置決めする治具のスペーサバー保
持体が成膜時に陰を作らない様に十分に広い間隔とされ
ているので、それに合わせた寸法とする。

【００１０】この発明の端面処理方法において、レーザ
バーとスペーサバーとをレーザバーの端面からスペーサ
バーの端面が両端面共に内方に位置するように交互に積
ねた状態を固定保持するために、スペーサバーが位置規
制されて挿入可能なスリットを有する一対のスペーサバ
ー保持体がスリットを対向して配置され、その一端側が
連結固定されコの字状をなす枠体と、そのスリットに複
数のスペーサバーを順次挿入して間にレーザーバーを挟
んで重ねた物をコの字の開いた側から押さえる押え部品
とを備えた端面コート用治具を用いる。これら枠体や押
え部品はスパッタリング等成膜時の陰となるのを避ける
ために成るべく薄くすると共に、載置されたレーザバー
から充分遠ざかるように大きい枠体とする必要がある。

【００１１】この治具にレーザバーやスペーサバーを乗
せるにはコの字状の枠体を開いた方を上に向けて配置
し、スペーサバーをスリットを通して挿入載置し、その
表面中央にレーザバーを置く、そうするとスペーサバー
に比較して長さＬが短く、幅ｗが若干大きいレーザバー
の端面は両側共にスペーサバーの端面から突出すると共
に長さ方向の端部も枠体を構成するスペーサバー保持体
から成膜時の陰にならないようにはなれている。その上
にスペーサバーを同様に置き、さらに、その上にレーザ
バーを置く作業を繰り返して、スペーサバーとレーザバ
ーとを交互に重ねた状態とし、最後に押え部品で押さえ
て保持する。押え部品も成膜時の陰を作らないようにス
ペーサバーと同様な幅寸法としてスリットに嵌めて押さ
えるようにするのが好ましい。

【００１２】このような、治具にスペーサバーやレーザ
バーを載置する作業は精度を要すので機械化するのが好
ましい。そして、レーザバーの端面への膜形成は多くの
場合スパッタリングが用いられるが、真空蒸着法、ＣＶ
Ｄ法であってもこの発明の方法は有効である。

【００１３】

【実施例】この発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図１はそれに使用するこの発明の端面コート用治具
５０を概念的に示す斜視図である。この治具５０はコの
字状の枠体５１を備える。枠体５１はスペーサバーが位
置規制されて挿入可能なスリット５２を有する一対のス
ペーサバー保持体５３がスリット５２を対向して配置さ
れ、その一端側が連結固定されてコの字形状となってい
る。連結部５４にはスリット５２の幅程度の支え面５５
がスリット５２，５２の位置に対応して設けられ、載置
されたスペーサバー（又はレーザバー）を支える。従っ
て、連結部５４は機械的強度の関係で支え面５５の幅よ
りも大きい幅で作られる連結部５４の主部に向かって拡
大するテーパ形状として、成膜時の陰となるのを防止す
る。そして、載置されたスペーサバー(又はレーザバ
ー）を押さえる押え面５６を備える押え部品５７が図示
しない取り付け部品に図面下方に向け弾性的に付勢され
た状態で取り付けられた蓋をそなえる。押え部品５７は
その押え面５６がスペーサバーの表面と同じ寸法とさ
れ、従って、スリット５２，５２に嵌まり込む。そし
て、押え部品５７の図面上下方向寸法は取りつけ部品
（図示せず）が成膜時にレーザバーに陰を作らない様に
充分長くする。そして、スペーサバーとレーザバーを交
互に積み上げた後に、押え部品５７をスリット５２に挿
入するように蓋をして、取り付け部品（図示せず）を枠
体５１に固定（固定手段は図示せず）することによりス
ペーサバーとレーザバーとを支え面５５と押え面５６と
で弾性的に挟みつけるようにして保持する。

【００１４】次に、この端面コート用治具５０へスペー
サバー５８やレーザバー１を載せる方法を説明する。図
２は枠体５１へスペーサバー５８やレーザバー１を交互
に載せる途中を示す平面図である。枠体５１をコに字状
の開いた方を上方に向け配置し、スペーサバー５８をス
リット５２，５２に嵌め込むように挿入載置する。次に
その上にレーザバー１を載せる。この作業を繰り返して
スペーサバー５８とレーザバー１とを交互に積み上げ
る。ここで、スペーサバー５８の幅はレーザバー１の幅
ｗに比較して例えば４０μｍ程度幅を狭いものとする。
そして、その長さ（即ちスペーサバー保持体５３，５３
の間隔）はスペーサバー保持体５３が成膜時にレーザバ
ー１に陰を作らない様に成膜装置に応じて充分長くして
おく。そして、レーザバーの発光端面２ａ、反対側端面
２ｂ共にスペーサバー５８から突出するようにレーザバ
ー１はスペーサバー５８に中心線（図示せず）を合わせ
て載置する。このようにして所定量（レーザバー１が不
足する場合は代わりにスペーサバーを積む）積み上げて
押え部品５７をスリット５２に挿入してその押え面５６
で押さえて枠体５１に蓋（図示せず）を固定してスペー
サバー５８とレーザバー１との積層物を固定保持する。

【００１５】このような、枠体５１にスペーサバー５８
やレーザバー１を載置して積み上げる作業はある程度の
位置精度を必要とし、しかもスペーサバー５８に付いて
はスリット５２が位置規制するが、レーザバー１に付い
ては途中は水平方向に位置規制するものは端面コート用
治具５０自体にはなく微妙な作業であるから機械化する
のが好ましい。その場合、レーザバーの端面とスペーサ
バーの端面がなす凹凸が許容範囲にあるかどうかを自動
的に確認するセンサも備えるのが好ましい。

【００１６】このように端面コート用治具５０にレーザ
バー１とスペーサバー５８の積層物を保持させた状態
で、スパッタリング装置のような成膜装置に供給して一
方の端面（例えば発光端面２ａ）に所定の成膜を行う。
その後、端面コート用治具５０によるスペーサバー５８
やレーザバー１の固定保持を崩さずに反対側端面への成
膜のため成膜装置へ供給を行う。

【００１７】上記実施例の方法によれば、端面コート用
治具に固定保持したスペーサバー５８やレーザバー１を
途中で崩さずに両端面への成膜を行うので間にゴミを噛
むチャンスが少なくなる。

【００１８】なお、上記説明ではまずスペーサバーを載
せ次にレーザバーを載せる動作を繰り返すように説明し
たが、まずレーザバーを載せ次にスペーサバーを載せる
動作を繰り返しても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の方法に
よればレーザバーの両端面が共にスペーサバーより突出
した状態で端面コート用治具に保持して、その状態を途
中で崩さずに両端面に成膜することができるので、第１
の端面の成膜作業が終わり、第２の端面の成膜にあた
り、スペーサバーがレーザバーより高く位置して成膜時
に陰を作り、膜厚を薄くすることが生じるチャンスが少
なくなる。さらに、スペーサバーとレーザバーとの間に
ゴミが挟まり、成膜する際に、ゴミの作った隙間から電
極の表面に成膜されるチャンスも少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の端面コート用治具の一実施例を概
念的に示す斜視図。

【図２】 それに、レーザバーとスペーサバーと載置す
る作業途中を示す平面図。

【図３】 レーザバーの斜視図。

【図４】 従来の端面コート処理の方法例を説明する側
面図。

【図５】 従来の他の端面コート処理方法を説明する側
面図。

【符号の説明】

１ レーザバー ２ａ 発光端面 ２ｂ 反対側端面 ５０ 端面コート用治具（治具） ５１ 枠体 ５２ スリット ５３ スペーサバー保持体 ５４ 連結部 ５５ 支持面 ５６ 押え面 ５７ 押え部品 ５８ スペーサバー Ｌ レーザバーの長さ ｗ レーザバーの幅

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザ素子が端面を露出して複数個
   連なったレーザバーを準備する工程と、 前記レーザーバーの幅より所定寸法幅の狭いスペーサバ
   ーを準備する工程と、 前記レーザバーと前記スペーサバーとを前記レーザバー
   の端面から前記スペーサバーの端面が両端面共内方に位
   置するように交互に積み重ねた状態を治具により表裏か
   ら挟み付けて保持する工程と、 前記のように複数のレーザバーを保持している治具を成
   膜装置に供給して端面に所定の膜を形成する工程とを有
   することを特徴とする半導体レーザ素子の端面処理方
   法。
2. 【請求項２】前記所定の膜を形成する工程は一方の端面
   に対する成膜が終わって前記治具がレーザバーを保持し
   た状態を維持して他方の端面に対する成膜を行うことを
   特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の端面処
   理方法。
3. 【請求項３】前記成膜工程がスパッタリングである請求
   項１又は２に記載の半導体レーザ素子の端面処理方法。
4. 【請求項４】レーザバーより幅が所定寸法狭く且つ長さ
   が所定寸法長いスペーサバーが位置規制されて挿入可能
   なスリットを有する一対のスペーサバー保持体がスリッ
   トを対向して配置され、その一端側が連結固定されコの
   字状をなす枠体と、 前記枠体のコの字状に開いた側から前記スリットに複数
   のスペーサバーを順次挿入して間にレーザバーを挟んで
   重ねた物を押さえて前記枠体と一体に固定されて積層状
   態を保持する押え部品とを具備した半導体レーザ素子の
   端面コート用治具。
5. 【請求項５】半導体レーザ素子が端面を露出して複数個
   連なったレーザバーを準備する工程と、 前記レーザーバーの幅より所定寸法幅が狭く、前記レー
   ザバーより長い所定長さのスペーサバーを準備する工程
   と、 前記請求項４に記載の治具を準備する工程と前記スペー
   サバーを前記治具のスリットに挿入し、その表面に前記
   レーザバーをその両端面がはみだすように載置する作業
   を繰り返して、前記レーザバーと前記スペーサバーとを
   前記レーザバーの端面から前記スペーサバーの端面が両
   端面共内方に位置するように交互に積み重ねた状態を作
   り、前記押え部品で押さえて保持させる工程と、 前記のように複数のレーザバーを保持している治具をス
   パッタリング装置に供給して一方の端面に所定の膜を形
   成する工程と、 その成膜が終わって、前記治具がレーザバーを保持した
   状態を維持して他方の端面に対してスパッタリング成膜
   を行う工程とを特徴とする半導体レーザ素子の端面処理
   方法。