JP2002299761A - 面発光型の半導体発光装置およびその製造方法 - Google Patents
面発光型の半導体発光装置およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 埋込み絶縁層として樹脂系の材料を用いた半
導体発光装置の製造において、ウェハの分離を確実かつ
容易に行うことができる製造方法、および半導体発光装
置を提供する。 【解決手段】 半導体発光装置の製造方法は、半導体基
板１０１上に、複数の柱状部１１０を有する半導体堆積
層１５０を形成する工程、柱状部の周囲に樹脂系の材料
からなる埋込み絶縁層１２０を形成する工程、および、
ウェハを分離してチップを形成する工程、を含む。そし
て、柱状部を有する半導体堆積層１５０を形成する工程
において、チップの境界領域に所定パターンの分離用半
導体層１３０を形成し、埋込み絶縁層１２０を形成する
工程において、分離用半導体層１３０の少なくとも上面
を露出させ、かつ、チップを形成する工程において、分
離用半導体層１３０を用いて前記分離が行われる。
導体発光装置の製造において、ウェハの分離を確実かつ
容易に行うことができる製造方法、および半導体発光装
置を提供する。 【解決手段】 半導体発光装置の製造方法は、半導体基
板１０１上に、複数の柱状部１１０を有する半導体堆積
層１５０を形成する工程、柱状部の周囲に樹脂系の材料
からなる埋込み絶縁層１２０を形成する工程、および、
ウェハを分離してチップを形成する工程、を含む。そし
て、柱状部を有する半導体堆積層１５０を形成する工程
において、チップの境界領域に所定パターンの分離用半
導体層１３０を形成し、埋込み絶縁層１２０を形成する
工程において、分離用半導体層１３０の少なくとも上面
を露出させ、かつ、チップを形成する工程において、分
離用半導体層１３０を用いて前記分離が行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、面発光型の半導体
レーザまたは発光ダイオードなどの面発光型の半導体発
光装置およびその製造方法に関する。
レーザまたは発光ダイオードなどの面発光型の半導体発
光装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】例えば
面発光型半導体レーザにおいては、共振器を構成する柱
状部の周囲をポリイミドなどの樹脂系材料で埋め込んだ
構成を有するものが知られている。ところで、このよう
な樹脂系材料からなる埋込み絶縁層を用いた場合には、
発光素子が形成されたウェハを分離する際に、以下のよ
うな問題を生ずることがある。すなわち、樹脂系材料か
らなる埋込み絶縁層は、半導体層に比べて粘性が大きく
切断しにいため、半導体層の劈開を阻害してスクライブ
によるウェハの分離を精度よく行いにくい。あるいは、
同様の理由で、ダイシングによってウェハを分離する際
に、埋込み絶縁層に加えられる外力によって発光素子に
悪影響を与えることがある。このようにウェハの分離が
良好にできないと、パーティクルの発生、ダイアタッチ
やダイボンディングの不良、チップの破損などの問題を
生じることがある。
面発光型半導体レーザにおいては、共振器を構成する柱
状部の周囲をポリイミドなどの樹脂系材料で埋め込んだ
構成を有するものが知られている。ところで、このよう
な樹脂系材料からなる埋込み絶縁層を用いた場合には、
発光素子が形成されたウェハを分離する際に、以下のよ
うな問題を生ずることがある。すなわち、樹脂系材料か
らなる埋込み絶縁層は、半導体層に比べて粘性が大きく
切断しにいため、半導体層の劈開を阻害してスクライブ
によるウェハの分離を精度よく行いにくい。あるいは、
同様の理由で、ダイシングによってウェハを分離する際
に、埋込み絶縁層に加えられる外力によって発光素子に
悪影響を与えることがある。このようにウェハの分離が
良好にできないと、パーティクルの発生、ダイアタッチ
やダイボンディングの不良、チップの破損などの問題を
生じることがある。
【０００３】本発明の目的は、埋込み絶縁層として樹脂
系の材料を用いた半導体発光装置の製造において、ウェ
ハの分離を確実かつ容易に行うことができる製造方法、
および半導体発光装置を提供することにある。
系の材料を用いた半導体発光装置の製造において、ウェ
ハの分離を確実かつ容易に行うことができる製造方法、
および半導体発光装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体発
光装置の製造方法は、半導体基板上に、複数の柱状部を
有する半導体堆積層を形成する工程、前記柱状部の周囲
に樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層を形成する工程、
および、前記半導体基板および該半導体基板上の層を分
離してチップを形成する工程、を含み、前記柱状部を有
する半導体堆積層を形成する工程において、前記チップ
の境界領域に所定パターンの分離用半導体層を形成し、
前記埋込み絶縁層を形成する工程において、前記分離用
半導体層の少なくとも上面を露出させ、かつ、前記チッ
プを形成する工程において、前記分離用半導体層を用い
て前記分離が行われる。
光装置の製造方法は、半導体基板上に、複数の柱状部を
有する半導体堆積層を形成する工程、前記柱状部の周囲
に樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層を形成する工程、
および、前記半導体基板および該半導体基板上の層を分
離してチップを形成する工程、を含み、前記柱状部を有
する半導体堆積層を形成する工程において、前記チップ
の境界領域に所定パターンの分離用半導体層を形成し、
前記埋込み絶縁層を形成する工程において、前記分離用
半導体層の少なくとも上面を露出させ、かつ、前記チッ
プを形成する工程において、前記分離用半導体層を用い
て前記分離が行われる。
【０００５】本発明にかかる製造方法によれば、前記分
離用半導体層を用いることでウェハ（前記半導体基板お
よびその上に形成された層）の分離を確実かつ容易に行
うことができる。
離用半導体層を用いることでウェハ（前記半導体基板お
よびその上に形成された層）の分離を確実かつ容易に行
うことができる。
【０００６】本発明の製造方法は、さらに以下の各態様
をとることができる。
をとることができる。
【０００７】（ａ）前記柱状部および前記分離用半導体
層は、前記半導体基板上に半導体層を形成した後、リソ
グラフィーおよびエッチングによってパターニングでき
る。
層は、前記半導体基板上に半導体層を形成した後、リソ
グラフィーおよびエッチングによってパターニングでき
る。
【０００８】（ｂ）前記埋込み絶縁層を形成する工程の
後に、所定パターンの電極層を形成する工程を有するこ
とができる。そして、前記電極層は、その端部が前記分
離用半導体層と離れて形成できる。
後に、所定パターンの電極層を形成する工程を有するこ
とができる。そして、前記電極層は、その端部が前記分
離用半導体層と離れて形成できる。
【０００９】（ｃ）前記分離用半導体層は、幾つかの形
態をとることができる。
態をとることができる。
【００１０】すなわち、前記分離用半導体層は、前記チ
ップの境界領域に連続して形成され、該分離用半導体層
に沿ってウェハを分離できる。
ップの境界領域に連続して形成され、該分離用半導体層
に沿ってウェハを分離できる。
【００１１】また、前記分離用半導体層は、前記チップ
の境界領域に不連続に形成され、該分離用半導体層に沿
ってウェハを分離できる。
の境界領域に不連続に形成され、該分離用半導体層に沿
ってウェハを分離できる。
【００１２】さらに、前記分離用半導体層は、前記チッ
プの境界領域に所定間隔をおいて２本形成され、両者の
分離用半導体層の間でウェハを分離できる。前記２本の
分離用半導体層の間に、前記埋込み絶縁層と同じ工程で
絶縁層が形成できる。
プの境界領域に所定間隔をおいて２本形成され、両者の
分離用半導体層の間でウェハを分離できる。前記２本の
分離用半導体層の間に、前記埋込み絶縁層と同じ工程で
絶縁層が形成できる。
【００１３】（ｄ）前記分離用半導体層は、その交差領
域において補強部が形成されることができる。前記補強
部は、前記分離用半導体層のコーナに形成された半導体
層からなることができる。また、前記補強部は、前記分
離用半導体層の交差領域に形成された絶縁層からなり、
該絶縁層は前記埋込み絶縁層と同じ工程で形成できる。
域において補強部が形成されることができる。前記補強
部は、前記分離用半導体層のコーナに形成された半導体
層からなることができる。また、前記補強部は、前記分
離用半導体層の交差領域に形成された絶縁層からなり、
該絶縁層は前記埋込み絶縁層と同じ工程で形成できる。
【００１４】本発明にかかる半導体発光装置は、前述し
た製造方法を反映して以下の構成を有する。すなわち、
この半導体発光装置は、半導体基板に垂直な方向に光を
出射する面発光型の半導体発光装置であって、半導体基
板上に形成された、柱状部を有する半導体堆積層と、前
記柱状部の周囲に形成された、樹脂系の材料からなる埋
込み絶縁層と、前記柱状部の上面の少なくも一部および
前記埋込み絶縁層の上面の一部に形成された電極層と、
前記半導体基板の縁部に沿って該半導体基板上に形成さ
れた分離用半導体層と、を含む。
た製造方法を反映して以下の構成を有する。すなわち、
この半導体発光装置は、半導体基板に垂直な方向に光を
出射する面発光型の半導体発光装置であって、半導体基
板上に形成された、柱状部を有する半導体堆積層と、前
記柱状部の周囲に形成された、樹脂系の材料からなる埋
込み絶縁層と、前記柱状部の上面の少なくも一部および
前記埋込み絶縁層の上面の一部に形成された電極層と、
前記半導体基板の縁部に沿って該半導体基板上に形成さ
れた分離用半導体層と、を含む。
【００１５】本発明の半導体発光装置は、さらに以下の
各態様をとることができる。
各態様をとることができる。
【００１６】前記分離用半導体層は、前記柱状部におけ
る半導体堆積層と同じ工程で形成され、前記柱状部と同
じ堆積構造を有することができる。
る半導体堆積層と同じ工程で形成され、前記柱状部と同
じ堆積構造を有することができる。
【００１７】前記電極層は、その端部が前記分離用半導
体層と離れて位置することができる。この構造によっ
て、前記電極層と前記半導体基板との電気的分離を達成
できる。
体層と離れて位置することができる。この構造によっ
て、前記電極層と前記半導体基板との電気的分離を達成
できる。
【００１８】前記分離用半導体層は、前記半導体基板の
周縁に沿って連続して形成できる。また、前記分離用半
導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って不連続に形成
できる。さらに、前記分離用半導体層は、前記半導体基
板の周縁に沿って形成された絶縁層の内側に形成でき
る。
周縁に沿って連続して形成できる。また、前記分離用半
導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って不連続に形成
できる。さらに、前記分離用半導体層は、前記半導体基
板の周縁に沿って形成された絶縁層の内側に形成でき
る。
【００１９】前記分離用半導体層は、その交差領域にお
いて補強部を有することができる。前記補強部は、前記
分離用半導体層のコーナに形成された半導体層からなる
ことができる。また、前記補強部は、前記分離用半導体
層の交差領域に形成された絶縁層からなり、該絶縁層は
前記埋込み絶縁層と同じ層構造を有することができる。
いて補強部を有することができる。前記補強部は、前記
分離用半導体層のコーナに形成された半導体層からなる
ことができる。また、前記補強部は、前記分離用半導体
層の交差領域に形成された絶縁層からなり、該絶縁層は
前記埋込み絶縁層と同じ層構造を有することができる。
【００２０】本発明の半導体発光装置は、面発光型の半
導体レーザあるいは面発光型の発光ダイオードなどに適
用できる。
導体レーザあるいは面発光型の発光ダイオードなどに適
用できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を面発光型半導体レ
ーザに適用した場合の実施の形態について、図面を参照
しながら説明する。
ーザに適用した場合の実施の形態について、図面を参照
しながら説明する。
【００２２】［第１の実施の形態］ （デバイスの構造）図１は、本発明の第１の実施の形態
にかかる面発光型半導体レーザ（以下、「面発光レー
ザ」という）１００の平面図であり、図２は、図１のＡ
−Ａ線に沿った断面図である。
にかかる面発光型半導体レーザ（以下、「面発光レー
ザ」という）１００の平面図であり、図２は、図１のＡ
−Ａ線に沿った断面図である。
【００２３】まず、図１および図２に示す面発光レーザ
１００の構造について説明する。
１００の構造について説明する。
【００２４】面発光レーザ１００は、垂直共振器（以
下、「共振器」という）１４０と、この共振器１４０の
一部を構成する柱状部１１０と、この柱状部１１０の外
周に形成された埋込み絶縁層１２０と、半導体基板１０
１の縁部に沿って形成された分離用半導体層１３０とを
有する。
下、「共振器」という）１４０と、この共振器１４０の
一部を構成する柱状部１１０と、この柱状部１１０の外
周に形成された埋込み絶縁層１２０と、半導体基板１０
１の縁部に沿って形成された分離用半導体層１３０とを
有する。
【００２５】具体的には、面発光レーザ１００は、半導
体基板１０１、半導体基板１０１上に形成されたｎ型Ｇ
ａＡｓからなるバッファ層１０２および共振器１４０を
有する。
体基板１０１、半導体基板１０１上に形成されたｎ型Ｇ
ａＡｓからなるバッファ層１０２および共振器１４０を
有する。
【００２６】共振器１４０は、面発光レーザ１００の共
振器として機能すればその構成は特に限定されず、例え
ば以下の構成をとることができる。
振器として機能すればその構成は特に限定されず、例え
ば以下の構成をとることができる。
【００２７】共振器１４０は、バッファ層１０２上に形
成され、ｎ型ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ 0.15Ｇａ0.85Ａｓ層
とを交互に積層した３０ペアの分布反射型多層膜ミラー
（以下、「下部ミラー」という）１０３、ｎ型Ａｌ0.5
Ｇａ0.5Ａｓからなるｎ型クラッド層１０４、ＧａＡｓ
ウエル層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層からなり、ウエ
ル層が３層で構成される多重井戸構造の活性層１０５、
Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層１０６、お
よびｐ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多
層膜ミラー（以下、「上部ミラー」という）１０８、お
よびｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０９が順次積
層されて構成される。
成され、ｎ型ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ 0.15Ｇａ0.85Ａｓ層
とを交互に積層した３０ペアの分布反射型多層膜ミラー
（以下、「下部ミラー」という）１０３、ｎ型Ａｌ0.5
Ｇａ0.5Ａｓからなるｎ型クラッド層１０４、ＧａＡｓ
ウエル層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層からなり、ウエ
ル層が３層で構成される多重井戸構造の活性層１０５、
Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層１０６、お
よびｐ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多
層膜ミラー（以下、「上部ミラー」という）１０８、お
よびｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０９が順次積
層されて構成される。
【００２８】共振器１４０は、必要に応じて、電流狭窄
層を有することができる。この電流狭窄層は、例えばｐ
型クラッド層１０６と上部ミラー１０８との間に設ける
ことができる。電流狭窄層は、例えば、ｐ型ＡｌＡｓか
らなる半導体層およびこの半導体層の周囲に形成された
絶縁層から構成できる。この絶縁層は、電流狭窄層の周
囲から数μｍ程度の領域に形成された絶縁体、例えば酸
化アルミニウムによって構成できる。電流狭窄層を設け
ることにより、上部電極層１１３からの電流を柱状部１
１０の中央部分に集中させることができる。
層を有することができる。この電流狭窄層は、例えばｐ
型クラッド層１０６と上部ミラー１０８との間に設ける
ことができる。電流狭窄層は、例えば、ｐ型ＡｌＡｓか
らなる半導体層およびこの半導体層の周囲に形成された
絶縁層から構成できる。この絶縁層は、電流狭窄層の周
囲から数μｍ程度の領域に形成された絶縁体、例えば酸
化アルミニウムによって構成できる。電流狭窄層を設け
ることにより、上部電極層１１３からの電流を柱状部１
１０の中央部分に集中させることができる。
【００２９】上部ミラー１０８は、Ｚｎがドーピングさ
れることによりｐ型にされ、下部ミラー１０３は、Ｓｅ
がドーピングされることによりｎ型にされている。した
がって、上部ミラー１０８、不純物がドーピングされて
いない活性層１０５、および下部ミラー１０３により、
ｐｉｎダイオードが形成される。
れることによりｐ型にされ、下部ミラー１０３は、Ｓｅ
がドーピングされることによりｎ型にされている。した
がって、上部ミラー１０８、不純物がドーピングされて
いない活性層１０５、および下部ミラー１０３により、
ｐｉｎダイオードが形成される。
【００３０】また、共振器１４０のうち面発光レーザ１
００のレーザ光出射側からｎ型クラッド層１０４にかけ
ての部分が、レーザ光出射側からから見て円形の形状に
エッチングされて柱状部１１０が形成されている。すな
わち、柱状部１１０は、共振器１４０の一部であって、
柱状の半導体堆積体からなる。なお、本実施の形態で
は、柱状部１１０の平面形状を円形としたが、この形状
は任意の形状をとることが可能である。
００のレーザ光出射側からｎ型クラッド層１０４にかけ
ての部分が、レーザ光出射側からから見て円形の形状に
エッチングされて柱状部１１０が形成されている。すな
わち、柱状部１１０は、共振器１４０の一部であって、
柱状の半導体堆積体からなる。なお、本実施の形態で
は、柱状部１１０の平面形状を円形としたが、この形状
は任意の形状をとることが可能である。
【００３１】面発光レーザ１００においては、柱状部１
１０の周囲に埋込み絶縁層１２０が埋め込まれている。
すなわち、柱状部１１０の外側面に接触し、かつ下部ミ
ラー１０３の上面を覆うようにして埋込み絶縁層１２０
が形成されている。
１０の周囲に埋込み絶縁層１２０が埋め込まれている。
すなわち、柱状部１１０の外側面に接触し、かつ下部ミ
ラー１０３の上面を覆うようにして埋込み絶縁層１２０
が形成されている。
【００３２】埋込み絶縁層１２０を形成するための樹脂
系の材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリ
ル系樹脂、またはエポキシ系樹脂等、熱または光等のエ
ネルギー線照射により硬化する樹脂を用いることができ
る。
系の材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリ
ル系樹脂、またはエポキシ系樹脂等、熱または光等のエ
ネルギー線照射により硬化する樹脂を用いることができ
る。
【００３３】面発光レーザ１００は、その最も外側に、
半導体基板１０１の周縁に沿って分離用半導体層１３０
が連続して形成されている。本実施の形態では、この分
離用半導体層１３０は、柱状部１１０と同じ工程で形成
され、したがって、柱状部１１０と同様の層構造を有す
る。分離用半導体層１３０は、後述するように、面発光
レーザ１００の製造方法において、ウェハをチップに分
離する工程で、分離を確実に精度よく行うのに役立って
いる。
半導体基板１０１の周縁に沿って分離用半導体層１３０
が連続して形成されている。本実施の形態では、この分
離用半導体層１３０は、柱状部１１０と同じ工程で形成
され、したがって、柱状部１１０と同様の層構造を有す
る。分離用半導体層１３０は、後述するように、面発光
レーザ１００の製造方法において、ウェハをチップに分
離する工程で、分離を確実に精度よく行うのに役立って
いる。
【００３４】また、柱状部１１０および埋込み絶縁層１
２０の上面には、所定パターンの上部電極層１１３が形
成されている。上部電極層１１３は、その端部が分離用
半導体層１３０と離れて位置するパターンを有する。す
なわち、分離用半導体層１３０と上部電極層１１３と
は、埋込み絶縁層１２０によって電気的に分離されてい
る。上部電極層１１３と分離用半導体層１３０とは、そ
の最短距離が１０μｍ程度であることが望ましい。上部
電極層１１３と分離用半導体層１３０とが、少なくとも
この程度離れていることで、例えば上部電極層１１３上
に形成されるボンディング用のバンプと、分離用半導体
層１３０との接触を充分に避けることができる。また、
柱状部１１０と分離用半導体層１３０との間にも、埋込
み絶縁層１２０が設けられている。
２０の上面には、所定パターンの上部電極層１１３が形
成されている。上部電極層１１３は、その端部が分離用
半導体層１３０と離れて位置するパターンを有する。す
なわち、分離用半導体層１３０と上部電極層１１３と
は、埋込み絶縁層１２０によって電気的に分離されてい
る。上部電極層１１３と分離用半導体層１３０とは、そ
の最短距離が１０μｍ程度であることが望ましい。上部
電極層１１３と分離用半導体層１３０とが、少なくとも
この程度離れていることで、例えば上部電極層１１３上
に形成されるボンディング用のバンプと、分離用半導体
層１３０との接触を充分に避けることができる。また、
柱状部１１０と分離用半導体層１３０との間にも、埋込
み絶縁層１２０が設けられている。
【００３５】さらに、柱状部１１０上面の中央部には、
レーザ光の出射口となる開口部１１６が形成されてい
る。また、半導体基板１０１において、共振器１４０が
形成されている側と反対側の面には、下部電極層１１５
が形成されている。なお、下部電極層１１５は、後のチ
ップに分離する工程で、分離用半導体層１３０を用いた
分離を阻害しないように、少なくとも分離用半導体層１
３０が形成された領域に対応する部分には形成されない
ことが望ましい。
レーザ光の出射口となる開口部１１６が形成されてい
る。また、半導体基板１０１において、共振器１４０が
形成されている側と反対側の面には、下部電極層１１５
が形成されている。なお、下部電極層１１５は、後のチ
ップに分離する工程で、分離用半導体層１３０を用いた
分離を阻害しないように、少なくとも分離用半導体層１
３０が形成された領域に対応する部分には形成されない
ことが望ましい。
【００３６】第１の実施の形態にかかる面発光レーザ１
００の動作を以下に示す。
００の動作を以下に示す。
【００３７】上部電極層１１３と下部電極層１１５と
で、ｐｉｎダイオードに順方向の電圧を印加すると、活
性層１０５において、電子と正孔との再結合が起こり、
前記再結合による発光が生じる。そこで生じた光が上部
ミラー１０８と下部ミラー１０３との間を往復する際に
誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利得が光
損失を上まわると、レーザ発振が起こり、上部電極層１
１３の開口部から半導体基板１０１に対して垂直方向に
レーザ光が出射される。
で、ｐｉｎダイオードに順方向の電圧を印加すると、活
性層１０５において、電子と正孔との再結合が起こり、
前記再結合による発光が生じる。そこで生じた光が上部
ミラー１０８と下部ミラー１０３との間を往復する際に
誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利得が光
損失を上まわると、レーザ発振が起こり、上部電極層１
１３の開口部から半導体基板１０１に対して垂直方向に
レーザ光が出射される。
【００３８】また、本実施の形態によれば、後に詳述す
るように、ウェハの分離が正確に行われるため、共振器
１４０の形状安定性が高く、均一な構造の面発光レーザ
１００を得ることができる。その結果、本実施の形態の
面発光レーザ１００によれば、その形状安定性により、
しきい値電流、電流利得、出射パワーなどの点でばらつ
きが少ない。
るように、ウェハの分離が正確に行われるため、共振器
１４０の形状安定性が高く、均一な構造の面発光レーザ
１００を得ることができる。その結果、本実施の形態の
面発光レーザ１００によれば、その形状安定性により、
しきい値電流、電流利得、出射パワーなどの点でばらつ
きが少ない。
【００３９】（デバイスの製造プロセス）次に、本実施
の形態にかかる面発光レーザ１００の製造方法につい
て、図３〜図８を用いて説明する。図３〜図８は、本実
施の形態にかかる面発光レーザ１００の製造方法の工程
を模式的に示すウェハ１０００の図である。ここで、ウ
ェハ１０００とは、半導体基板上に各プロセスで形成さ
れた層を有するいずれの状態のウェハも含む。
の形態にかかる面発光レーザ１００の製造方法につい
て、図３〜図８を用いて説明する。図３〜図８は、本実
施の形態にかかる面発光レーザ１００の製造方法の工程
を模式的に示すウェハ１０００の図である。ここで、ウ
ェハ１０００とは、半導体基板上に各プロセスで形成さ
れた層を有するいずれの状態のウェハも含む。
【００４０】本実施の形態にかかる面発光レーザ１００
の製造方法は、以下の工程（ａ）〜（ｃ）を含む。
の製造方法は、以下の工程（ａ）〜（ｃ）を含む。
【００４１】（ａ）半導体基板１０１上に、複数の柱状
部１１０を有する半導体堆積層１５０を形成する工程、
（ｂ）柱状部１１０の周囲に樹脂系の材料からなる埋込
み絶縁層１２０を形成する工程、および、（ｃ）ウェ
ハ、すなわち半導体基板１０１およびこの半導体基板１
０１上の層、を分離してチップを形成する工程。
部１１０を有する半導体堆積層１５０を形成する工程、
（ｂ）柱状部１１０の周囲に樹脂系の材料からなる埋込
み絶縁層１２０を形成する工程、および、（ｃ）ウェ
ハ、すなわち半導体基板１０１およびこの半導体基板１
０１上の層、を分離してチップを形成する工程。
【００４２】そして、柱状部１１０を有する半導体堆積
層１５０を形成する工程において、チップの境界領域に
所定パターンの分離用半導体層１３０を形成する。ま
た、埋込み絶縁層１２０を形成する工程において、分離
用半導体層１３０の少なくとも上面を露出させる。さら
に、チップを形成する工程において、分離用半導体層１
３０を用いてチップの分離が行われる。
層１５０を形成する工程において、チップの境界領域に
所定パターンの分離用半導体層１３０を形成する。ま
た、埋込み絶縁層１２０を形成する工程において、分離
用半導体層１３０の少なくとも上面を露出させる。さら
に、チップを形成する工程において、分離用半導体層１
３０を用いてチップの分離が行われる。
【００４３】以下、本実施の形態の製造方法を、図面を
参照してより具体的に説明する。
参照してより具体的に説明する。
【００４４】（ａ）図４に示されるｎ型ＧａＡｓからな
る半導体基板１０１の表面に、組成を変調させながらエ
ピタキシャル成長させることにより、半導体堆積層１５
０を形成する。ここで、半導体堆積層１５０は、図２に
示したように、ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層１０
２、ｎ型ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを
交互に積層した下部ミラー１０３、ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5
Ａｓからなるｎ型クラッド層１０４、ＧａＡｓウエル層
とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３
層で構成される多重井戸構造の活性層１０５、Ａｌ0.5
Ｇａ0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層１０６、ｐ型Ａｌ
0.85Ｇａ0.15Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを
交互に積層した上部ミラー１０８、およびｐ型ＧａＡｓ
からなるコンタクト層１０９を有する。また、半導体基
板１０１の表面とは、半導体基板１０１において、後の
工程で共振器１４０を形成する側の面をいう。
る半導体基板１０１の表面に、組成を変調させながらエ
ピタキシャル成長させることにより、半導体堆積層１５
０を形成する。ここで、半導体堆積層１５０は、図２に
示したように、ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層１０
２、ｎ型ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを
交互に積層した下部ミラー１０３、ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5
Ａｓからなるｎ型クラッド層１０４、ＧａＡｓウエル層
とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３
層で構成される多重井戸構造の活性層１０５、Ａｌ0.5
Ｇａ0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層１０６、ｐ型Ａｌ
0.85Ｇａ0.15Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを
交互に積層した上部ミラー１０８、およびｐ型ＧａＡｓ
からなるコンタクト層１０９を有する。また、半導体基
板１０１の表面とは、半導体基板１０１において、後の
工程で共振器１４０を形成する側の面をいう。
【００４５】エピタキシャル成長を行う際の温度は、半
導体基板１０１の種類、あるいは形成する半導体堆積層
１５０の種類や厚さによって適宜決定されるが、一般
に、６００℃〜８００℃であるのが好ましい。また、エ
ピタキシャル成長を行う際の所要時間も、温度と同様に
適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法
としては、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ
−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔ
ａｘｙ）法や、ＭＢＥ法（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍ
Ｅｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＬＰＥ法（Ｌｉｑｕｉ
ｄ ＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ）を用いることができ
る。
導体基板１０１の種類、あるいは形成する半導体堆積層
１５０の種類や厚さによって適宜決定されるが、一般
に、６００℃〜８００℃であるのが好ましい。また、エ
ピタキシャル成長を行う際の所要時間も、温度と同様に
適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法
としては、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ
−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔ
ａｘｙ）法や、ＭＢＥ法（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍ
Ｅｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＬＰＥ法（Ｌｉｑｕｉ
ｄ ＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ）を用いることができ
る。
【００４６】ついで、図３および図４に示すように、半
導体堆積層１５０をパターニングして、共振器１４０
（図２参照）の一部を構成する柱状部１１０と、分離用
半導体層１３０とを形成する。図３は、ウェハ１０００
の平面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面
図である。
導体堆積層１５０をパターニングして、共振器１４０
（図２参照）の一部を構成する柱状部１１０と、分離用
半導体層１３０とを形成する。図３は、ウェハ１０００
の平面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面
図である。
【００４７】具体的には、半導体堆積層１５０に、フォ
トレジスト（図示しない）を塗布した後フォトリソグラ
フィにより該フォトレジストをパターニングすることに
より、所定のパターンのレジスト層（図示しない）を形
成する。ついで、このレジスト層をマスクとしてドライ
エッチング法により、半導体堆積層１５０の上部（図２
に示す、コンタクト層１０９、上部ミラー１０８、ｐ型
クラッド層１０６、活性層１０５、およびｎ型クラッド
層１０４に相当する層）をエッチングして、柱状の半導
体堆積体からなる複数の柱状部１１０と、各柱状部１１
０を囲むように連続する分離用半導体層１３０とを形成
する。本実施の形態では、分離用半導体層１３０は、図
３に示すように、チップの境界領域に沿って形成され、
矩形状リングの形態を有する。図３において、破線１１
００は、チップを形成する際の分離線を示す。
トレジスト（図示しない）を塗布した後フォトリソグラ
フィにより該フォトレジストをパターニングすることに
より、所定のパターンのレジスト層（図示しない）を形
成する。ついで、このレジスト層をマスクとしてドライ
エッチング法により、半導体堆積層１５０の上部（図２
に示す、コンタクト層１０９、上部ミラー１０８、ｐ型
クラッド層１０６、活性層１０５、およびｎ型クラッド
層１０４に相当する層）をエッチングして、柱状の半導
体堆積体からなる複数の柱状部１１０と、各柱状部１１
０を囲むように連続する分離用半導体層１３０とを形成
する。本実施の形態では、分離用半導体層１３０は、図
３に示すように、チップの境界領域に沿って形成され、
矩形状リングの形態を有する。図３において、破線１１
００は、チップを形成する際の分離線を示す。
【００４８】次いで、必要に応じて電流狭窄層を形成す
る。
る。
【００４９】具体的には、例えばｐ型クラッド層１０６
と上部ミラー１０８との間に形成されたｐ型ＡｌＡｓ層
を、４００℃程度の水蒸気雰囲気下にさらす。この工程
により、ＡｌＡｓ層がその露出面から内側へと酸化され
ていき、絶縁体である酸化アルミニウムが形成される。
すなわち、ｐ型ＡｌＡｓ層の外周部が酸化されて、ｐ型
ＡｌＡｓ層の外周に酸化アルミニウムからなる電流狭窄
層が形成される。
と上部ミラー１０８との間に形成されたｐ型ＡｌＡｓ層
を、４００℃程度の水蒸気雰囲気下にさらす。この工程
により、ＡｌＡｓ層がその露出面から内側へと酸化され
ていき、絶縁体である酸化アルミニウムが形成される。
すなわち、ｐ型ＡｌＡｓ層の外周部が酸化されて、ｐ型
ＡｌＡｓ層の外周に酸化アルミニウムからなる電流狭窄
層が形成される。
【００５０】（ｂ）ついで、図５および図６に示すよう
に、樹脂系材料からなる埋込み絶縁層１２０を形成す
る。
に、樹脂系材料からなる埋込み絶縁層１２０を形成す
る。
【００５１】具体的には、まず、樹脂の液状物または樹
脂前駆体の液状物をウェハ１０００上に塗布した後、乾
燥させる。塗布の方法としては、スピンコート法、ディ
ッピング法、スプレーコート法等の公知技術が利用でき
る。
脂前駆体の液状物をウェハ１０００上に塗布した後、乾
燥させる。塗布の方法としては、スピンコート法、ディ
ッピング法、スプレーコート法等の公知技術が利用でき
る。
【００５２】次に、ウェハ１０００上の樹脂原料に熱ま
たは光等のエネルギー線を照射して、埋込み絶縁層１２
０を硬化させる。続いて、埋込み絶縁層１２０の上部の
樹脂層を除去して、柱状部１１０および分離用半導体層
１３０の上面を露出させる。樹脂層の除去方法として
は、フォトリソグラフィを用いて樹脂をパターニングす
る方法、ドライエッチングを用いたエッチバック方法、
ＣＭＰ法、感光性樹脂材料を用いてフォトリソグラフィ
ーによってパターニングする方法、樹脂層をウエットエ
ッチングによって除去するデベロップ・ディップ法な
ど、公知の方法を利用できる。
たは光等のエネルギー線を照射して、埋込み絶縁層１２
０を硬化させる。続いて、埋込み絶縁層１２０の上部の
樹脂層を除去して、柱状部１１０および分離用半導体層
１３０の上面を露出させる。樹脂層の除去方法として
は、フォトリソグラフィを用いて樹脂をパターニングす
る方法、ドライエッチングを用いたエッチバック方法、
ＣＭＰ法、感光性樹脂材料を用いてフォトリソグラフィ
ーによってパターニングする方法、樹脂層をウエットエ
ッチングによって除去するデベロップ・ディップ法な
ど、公知の方法を利用できる。
【００５３】以上の工程により、柱状部１１０と分離用
半導体層１３０との相互間に、埋込み絶縁層１２０を形
成できる。
半導体層１３０との相互間に、埋込み絶縁層１２０を形
成できる。
【００５４】上記工程で用いる樹脂の液状物または樹脂
前駆体の液状物としては、熱や光等のエネルギー線を照
射することにより硬化する樹脂を用いる。樹脂の液状物
としては、例えば、ポリアクリル系樹脂、エポキシ系樹
脂を挙げることができる。また、樹脂前駆体の液状物と
しては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。
前駆体の液状物としては、熱や光等のエネルギー線を照
射することにより硬化する樹脂を用いる。樹脂の液状物
としては、例えば、ポリアクリル系樹脂、エポキシ系樹
脂を挙げることができる。また、樹脂前駆体の液状物と
しては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。
【００５５】ポリイミド系樹脂としては、例えば、ポリ
アミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステルな
どを挙げることができる。樹脂前駆体の液状物としてポ
リイミド系樹脂を用いる場合には、ポリイミド前駆体の
液状物をウェハ上に塗布した後加熱処理することにより
イミド化反応が起こり、ポリイミド系樹脂が形成され
る。前記加熱処理の温度は、ポリイミド前駆体の種類に
よって異なるが、１５０〜４００℃が適当である。
アミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステルな
どを挙げることができる。樹脂前駆体の液状物としてポ
リイミド系樹脂を用いる場合には、ポリイミド前駆体の
液状物をウェハ上に塗布した後加熱処理することにより
イミド化反応が起こり、ポリイミド系樹脂が形成され
る。前記加熱処理の温度は、ポリイミド前駆体の種類に
よって異なるが、１５０〜４００℃が適当である。
【００５６】また、樹脂の液状物としてポリアクリル系
樹脂、エポキシ系樹脂を用いる場合、紫外線硬化型のポ
リアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂を用いるのが好
ましい。紫外線硬化型樹脂は、紫外線照射のみで硬化す
ることができるため、熱により素子が損傷する等の問題
が生じることはない。
樹脂、エポキシ系樹脂を用いる場合、紫外線硬化型のポ
リアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂を用いるのが好
ましい。紫外線硬化型樹脂は、紫外線照射のみで硬化す
ることができるため、熱により素子が損傷する等の問題
が生じることはない。
【００５７】（ｃ）図７および図８に示すように、上部
電極層１１３および下部電極層１１５を形成する。図７
は、ウェハ１０００の平面図であり、図８は、図７のＢ
−Ｂ線に沿った断面図である。
電極層１１３および下部電極層１１５を形成する。図７
は、ウェハ１０００の平面図であり、図８は、図７のＢ
−Ｂ線に沿った断面図である。
【００５８】具体的には、例えば真空蒸着法により、柱
状部１１０および埋込み絶縁層１２０の上面に、金また
は亜鉛から構成される合金層を形成した後、フォトエッ
チングを用いて合金層をパターニングすることにより、
開口部１１６を形成する。以上の工程により、上部電極
層１１３が形成される。続いて、半導体基板１０１の裏
面（半導体基板１０１において共振器１４０を形成する
面と反対側の面）に、例えば真空蒸着法により、金およ
びゲルマニウムから構成される合金層を形成した後、フ
ォトエッチングを用いて合金層をパターニングすること
により、下部電極層１１５が形成される。
状部１１０および埋込み絶縁層１２０の上面に、金また
は亜鉛から構成される合金層を形成した後、フォトエッ
チングを用いて合金層をパターニングすることにより、
開口部１１６を形成する。以上の工程により、上部電極
層１１３が形成される。続いて、半導体基板１０１の裏
面（半導体基板１０１において共振器１４０を形成する
面と反対側の面）に、例えば真空蒸着法により、金およ
びゲルマニウムから構成される合金層を形成した後、フ
ォトエッチングを用いて合金層をパターニングすること
により、下部電極層１１５が形成される。
【００５９】（ｄ）ついで、図７に示すように、分離用
半導体層１３０上に想定された分離線１１００に沿って
ウェハ１０００を分離することにより、面発光レーザ１
００のチップを形成する。
半導体層１３０上に想定された分離線１１００に沿って
ウェハ１０００を分離することにより、面発光レーザ１
００のチップを形成する。
【００６０】ウェハの分離の方法としては、化合物半導
体の劈開を利用して分離するスクライブ法およびダイシ
ングの少なくとも一方を用いることができる。スクライ
ブ法としては、全面スクライブおよび端面スクライブの
いずれも用いることができる。本実施の形態では、分離
線１１００が設定されるチップの境界領域の全域におい
て分離用半導体層１３０が露出しているため、分離線１
１００に沿ってダイヤモンドスクライバなどによってキ
ズを形成することで、スクライブ法によって確実にウェ
ハ１０００を分離してチップを形成できる。
体の劈開を利用して分離するスクライブ法およびダイシ
ングの少なくとも一方を用いることができる。スクライ
ブ法としては、全面スクライブおよび端面スクライブの
いずれも用いることができる。本実施の形態では、分離
線１１００が設定されるチップの境界領域の全域におい
て分離用半導体層１３０が露出しているため、分離線１
１００に沿ってダイヤモンドスクライバなどによってキ
ズを形成することで、スクライブ法によって確実にウェ
ハ１０００を分離してチップを形成できる。
【００６１】以上のプロセスを経て、図１および図２に
示される面発光レーザ１００が得られる。
示される面発光レーザ１００が得られる。
【００６２】本実施の形態にかかる面発光レーザ１００
の製造方法によれば、ウェハ１０００の分離工程で、ウ
ェハ１０００の分離部分、すなわちチップの境界領域に
樹脂系の材料からなる層が存在せず、分離用半導体層１
３０のみが存在する。その結果、ウェハ１０００の分離
を確実かつ容易に行うことができる。また、分離用半導
体層１３０は、半導体基板１０１と同様に劈開が可能で
あるので、上記（ｄ）で記載したように、ウェハ１００
０の分離手段として、スクライブ法を用いることができ
る。
の製造方法によれば、ウェハ１０００の分離工程で、ウ
ェハ１０００の分離部分、すなわちチップの境界領域に
樹脂系の材料からなる層が存在せず、分離用半導体層１
３０のみが存在する。その結果、ウェハ１０００の分離
を確実かつ容易に行うことができる。また、分離用半導
体層１３０は、半導体基板１０１と同様に劈開が可能で
あるので、上記（ｄ）で記載したように、ウェハ１００
０の分離手段として、スクライブ法を用いることができ
る。
【００６３】また、本実施の形態では、ウェハ１０００
を面発光レーザ１００のチップに分離する際にダイシン
グを用いることができる。この場合、ダイシングソーの
削りしろとなる部分には分離用半導体層１３０のみが存
在し、樹脂絶縁層がない。このため、樹脂によるダイシ
ングソーへの汚染がなく、また、パーティクルも樹脂系
の粒子がないため容易に洗浄できる。
を面発光レーザ１００のチップに分離する際にダイシン
グを用いることができる。この場合、ダイシングソーの
削りしろとなる部分には分離用半導体層１３０のみが存
在し、樹脂絶縁層がない。このため、樹脂によるダイシ
ングソーへの汚染がなく、また、パーティクルも樹脂系
の粒子がないため容易に洗浄できる。
【００６４】［第２の実施の形態］図９および図１０
は、本実施の形態にかかる面発光レーザの製造方法の一
工程を模式的に示す平面図である。これらの図は、第１
の実施の形態を示す図７に対応する。
は、本実施の形態にかかる面発光レーザの製造方法の一
工程を模式的に示す平面図である。これらの図は、第１
の実施の形態を示す図７に対応する。
【００６５】本実施の形態にかかる面発光レーザ２０
０，３００は、分離用半導体層１３０が不連続に形成さ
れている点で、第１の実施の形態にかかる面発光レーザ
１００と異なる。この点以外は、基本的に第１の実施の
形態と同様であるので、実質的に同じ機能を有する部分
には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
０，３００は、分離用半導体層１３０が不連続に形成さ
れている点で、第１の実施の形態にかかる面発光レーザ
１００と異なる。この点以外は、基本的に第１の実施の
形態と同様であるので、実質的に同じ機能を有する部分
には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６６】図９に示す、面発光レーザ２００を有する
ウェハ１０００においては、チップの境界領域に沿って
分離用半導体層１３０が形成されている。この分離用半
導体層１３０は、分離線１１００に沿って離れて配置さ
れた部分半導体層１３２から構成される。図示の例で
は、部分半導体層１３２は、ライン状の半導体層を分割
した状態で形成され、部分半導体層１３２の間には、埋
込み絶縁層１２０と連続する絶縁層１２２が設けられて
いる。
ウェハ１０００においては、チップの境界領域に沿って
分離用半導体層１３０が形成されている。この分離用半
導体層１３０は、分離線１１００に沿って離れて配置さ
れた部分半導体層１３２から構成される。図示の例で
は、部分半導体層１３２は、ライン状の半導体層を分割
した状態で形成され、部分半導体層１３２の間には、埋
込み絶縁層１２０と連続する絶縁層１２２が設けられて
いる。
【００６７】分離用半導体層１３０を構成する部分半導
体層の形態は、図９に示したものに限定されず、各種の
形態をとることができる。例えば、図１０に示す、面発
光レーザ３００を有するウェハ１０００においては、分
離用半導体層１３０は、分離線１１００に沿って離れて
配置されたドット状の部分半導体層１３４から構成され
る。
体層の形態は、図９に示したものに限定されず、各種の
形態をとることができる。例えば、図１０に示す、面発
光レーザ３００を有するウェハ１０００においては、分
離用半導体層１３０は、分離線１１００に沿って離れて
配置されたドット状の部分半導体層１３４から構成され
る。
【００６８】これらの面発光レーザ２００，３００を有
するウェハ１０００においても、第１の実施の形態にか
かる面発光レーザ１００と同様の作用効果を有する。す
なわち、分離線１１００に沿って、半導体基板１０１、
分離用半導体層１３０および絶縁層１２２を分離するこ
とにより、面発光レーザ２００，３００のチップを確実
かつ容易に形成することができる。
するウェハ１０００においても、第１の実施の形態にか
かる面発光レーザ１００と同様の作用効果を有する。す
なわち、分離線１１００に沿って、半導体基板１０１、
分離用半導体層１３０および絶縁層１２２を分離するこ
とにより、面発光レーザ２００，３００のチップを確実
かつ容易に形成することができる。
【００６９】本実施の形態においては、分離線１１００
に沿って樹脂系の絶縁層１２２が不連続に存在するが、
絶縁層１２２の大きさや配置を適正に設定することで、
ウェハ１０００の分離を阻害しないようにできる。ま
た、絶縁層１２２が存在することで、隣り合う面発光レ
ーザの境界領域での埋込み絶縁層１２０の膜厚を均一に
でき、素子のバラツキを少なくできる。
に沿って樹脂系の絶縁層１２２が不連続に存在するが、
絶縁層１２２の大きさや配置を適正に設定することで、
ウェハ１０００の分離を阻害しないようにできる。ま
た、絶縁層１２２が存在することで、隣り合う面発光レ
ーザの境界領域での埋込み絶縁層１２０の膜厚を均一に
でき、素子のバラツキを少なくできる。
【００７０】ウェハ１０００の分離の方法としては、第
１の実施の形態と同様に、化合物半導体の劈開を利用し
て分離するスクライブ法、およびダイシングの少なくと
も一方を用いることができる。この場合、端面スクライ
ブ法を用いると、ウェハ１０００の分離を最も確実に行
うことができる。
１の実施の形態と同様に、化合物半導体の劈開を利用し
て分離するスクライブ法、およびダイシングの少なくと
も一方を用いることができる。この場合、端面スクライ
ブ法を用いると、ウェハ１０００の分離を最も確実に行
うことができる。
【００７１】本実施の形態にかかる面発光レーザ２０
０，３００では、縁部において、分離後の部分半導体層
１３２，１３４が不連続に配列した構造を有する。
０，３００では、縁部において、分離後の部分半導体層
１３２，１３４が不連続に配列した構造を有する。
【００７２】［第３の実施の形態］図１１は、本実施の
形態にかかる面発光レーザの製造方法の一工程を模式的
に示す平面図であり、図１２は、図１１のＣ−Ｃ線に沿
った断面図である。図１１は、第１の実施の形態を示す
図７に対応する。
形態にかかる面発光レーザの製造方法の一工程を模式的
に示す平面図であり、図１２は、図１１のＣ−Ｃ線に沿
った断面図である。図１１は、第１の実施の形態を示す
図７に対応する。
【００７３】本実施の形態にかかる面発光レーザ４００
は、分離用半導体層の構成が第１の実施の形態にかかる
面発光レーザ１００と異なる。この点以外は、基本的に
第１の実施の形態と同様であるので、実質的に同じ機能
を有する部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略
する。
は、分離用半導体層の構成が第１の実施の形態にかかる
面発光レーザ１００と異なる。この点以外は、基本的に
第１の実施の形態と同様であるので、実質的に同じ機能
を有する部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略
する。
【００７４】図１１および図１２に示す、面発光レーザ
４００を有するウェハ１０００においては、チップの境
界領域に沿って２本の分離用半導体層１３０ａ，１３０
ｂが形成されている。分離用半導体層１３０ａ，１３０
ｂは、それぞれ連続している。そして、分離用半導体層
１３０ａと分離用半導体層１３０ｂとの間には、絶縁層
１２０ａが形成されている。絶縁層１２０ａは、埋込み
絶縁層１２０と同じ工程で形成される。
４００を有するウェハ１０００においては、チップの境
界領域に沿って２本の分離用半導体層１３０ａ，１３０
ｂが形成されている。分離用半導体層１３０ａ，１３０
ｂは、それぞれ連続している。そして、分離用半導体層
１３０ａと分離用半導体層１３０ｂとの間には、絶縁層
１２０ａが形成されている。絶縁層１２０ａは、埋込み
絶縁層１２０と同じ工程で形成される。
【００７５】本実施の形態では、ウェハ１０００は、分
離線１１００に沿って絶縁層１２０ａをダイシングで切
断することによってチップに分離できる。絶縁層１２０
ａは、分離用半導体層１３０ａ，１３０ｂによって区画
されているため、絶縁層１２０ａにダイシングによって
ある程度圧力がかかっても分離用半導体層１３０ａ、１
３０ｂによって外力を分散できる。そのため、面発光レ
ーザ４００の特性に悪影響を与えることなく、ダイシン
グによってウェハ１０００を分離できる。
離線１１００に沿って絶縁層１２０ａをダイシングで切
断することによってチップに分離できる。絶縁層１２０
ａは、分離用半導体層１３０ａ，１３０ｂによって区画
されているため、絶縁層１２０ａにダイシングによって
ある程度圧力がかかっても分離用半導体層１３０ａ、１
３０ｂによって外力を分散できる。そのため、面発光レ
ーザ４００の特性に悪影響を与えることなく、ダイシン
グによってウェハ１０００を分離できる。
【００７６】本実施の形態にかかる面発光レーザ４００
では、縁部において、分離後の絶縁層１２０ａと、その
内側に分離用半導体層１３０ａもしくは１３０ｂが連続
して配置された構造を有する。
では、縁部において、分離後の絶縁層１２０ａと、その
内側に分離用半導体層１３０ａもしくは１３０ｂが連続
して配置された構造を有する。
【００７７】［第４の実施の形態］図１３（Ａ）〜
（Ｃ）は、本実施の形態の要部を示す部分平面図であ
る。
（Ｃ）は、本実施の形態の要部を示す部分平面図であ
る。
【００７８】本実施の形態にかかる面発光レーザは、分
離用半導体層の構成が第１の実施の形態にかかる面発光
レーザと異なる。この点以外は、基本的に第１の実施の
形態と同様であるので、実質的に同じ機能を有する部分
には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
離用半導体層の構成が第１の実施の形態にかかる面発光
レーザと異なる。この点以外は、基本的に第１の実施の
形態と同様であるので、実質的に同じ機能を有する部分
には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７９】本実施の形態では、分離線１１００が交差
する領域における分離用半導体層１３０を補強した構造
を有する。
する領域における分離用半導体層１３０を補強した構造
を有する。
【００８０】例えば、図１３（Ａ）に示す例において
は、分離用半導体層１３０の交差領域において、分離線
１１００の一方に対して対称的に１対の半導体層からな
る隅部１３０ｃ，１３０ｃが形成されている。この隅部
１３０ｃは、分離用半導体層１３０と同じ工程でパター
ニングされる。このような隅部１３０ｃを形成すること
で、分離用半導体層１３０のコーナが補強される。その
結果、分離線１１０に沿ってウェハ１０００を分離する
際に、チップのコーナが欠けにくくなる。図示の例で
は、例えば、縦方向の分離線１１００に沿って分離した
後、横方向の分離線１１００に沿ってその矢印方向に分
離するとこの効果を発揮しやすい。
は、分離用半導体層１３０の交差領域において、分離線
１１００の一方に対して対称的に１対の半導体層からな
る隅部１３０ｃ，１３０ｃが形成されている。この隅部
１３０ｃは、分離用半導体層１３０と同じ工程でパター
ニングされる。このような隅部１３０ｃを形成すること
で、分離用半導体層１３０のコーナが補強される。その
結果、分離線１１０に沿ってウェハ１０００を分離する
際に、チップのコーナが欠けにくくなる。図示の例で
は、例えば、縦方向の分離線１１００に沿って分離した
後、横方向の分離線１１００に沿ってその矢印方向に分
離するとこの効果を発揮しやすい。
【００８１】図１３（Ｂ）に示す例においては、分離用
半導体層１３０の交差領域の一部に、絶縁層１２４を形
成している。この絶縁層１２４は、樹脂系材料からなる
埋込み絶縁層１２０と同じ工程で形成され、半導体より
割れにくいため、分離用半導体層１３０を分離する際に
チップのコーナが欠けにくくなる。絶縁層１２４は、図
示の例では、円形の平面形状を有するが、絶縁層１２４
の平面形状はこれに限定されない。
半導体層１３０の交差領域の一部に、絶縁層１２４を形
成している。この絶縁層１２４は、樹脂系材料からなる
埋込み絶縁層１２０と同じ工程で形成され、半導体より
割れにくいため、分離用半導体層１３０を分離する際に
チップのコーナが欠けにくくなる。絶縁層１２４は、図
示の例では、円形の平面形状を有するが、絶縁層１２４
の平面形状はこれに限定されない。
【００８２】同様に、図１３（Ｃ）に示す例において
は、分離用半導体層１３０の交差領域に、絶縁層１２６
を形成している。この絶縁層１２６は、樹脂系材料から
なる埋込み絶縁層１２０と同じ工程で形成され、半導体
より割れにくいため、分離用半導体層１３０を分離する
際にチップのコーナが欠けにくくなる。
は、分離用半導体層１３０の交差領域に、絶縁層１２６
を形成している。この絶縁層１２６は、樹脂系材料から
なる埋込み絶縁層１２０と同じ工程で形成され、半導体
より割れにくいため、分離用半導体層１３０を分離する
際にチップのコーナが欠けにくくなる。
【００８３】本実施の形態の構造は、基本的に本発明の
面発光レーザに適用でき、例えば、第１および第２の実
施の形態に適用できる。
面発光レーザに適用でき、例えば、第１および第２の実
施の形態に適用できる。
【００８４】以上述べた本実施の形態においては、半導
体基板１０１にｎ型バッファ層１０２からｐ型コンタク
ト層１０９までを順次形成しているが、これらは導電型
が逆でもよい。すなわち、図２に示す共振器１４０にお
いて、バッファ層１０２は、ｐ型ＧａＡｓ、下部ミラー
１０３はｐ型ＡｌＡｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層
とを交互に積層した層、クラッド層１０４はｐ型Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層、クラッド層１
０６はｎ型Ａｌ0.5Ａｓからなるｎ型クラッド層、上部
ミラー１０８はｎ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層とｎ型Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した層、およびコン
タクト層１０９はｎ型ＧａＡｓ、であってもよい。この
場合は、共振器として形成される柱状部が前述したもの
より低抵抗となる。
体基板１０１にｎ型バッファ層１０２からｐ型コンタク
ト層１０９までを順次形成しているが、これらは導電型
が逆でもよい。すなわち、図２に示す共振器１４０にお
いて、バッファ層１０２は、ｐ型ＧａＡｓ、下部ミラー
１０３はｐ型ＡｌＡｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層
とを交互に積層した層、クラッド層１０４はｐ型Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層、クラッド層１
０６はｎ型Ａｌ0.5Ａｓからなるｎ型クラッド層、上部
ミラー１０８はｎ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層とｎ型Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した層、およびコン
タクト層１０９はｎ型ＧａＡｓ、であってもよい。この
場合は、共振器として形成される柱状部が前述したもの
より低抵抗となる。
【００８５】導電型を逆にして共振器１４０を形成した
場合には、後の工程で形成する上部電極１１３および下
部電極１１５の極性も逆になる。すなわち、上部電極と
しては、たとえば、金およびゲルマニウムから構成され
る合金層を用いて形成し、また、下部電極としては同じ
く金または亜鉛から構成される合金層を用いて形成され
る。
場合には、後の工程で形成する上部電極１１３および下
部電極１１５の極性も逆になる。すなわち、上部電極と
しては、たとえば、金およびゲルマニウムから構成され
る合金層を用いて形成し、また、下部電極としては同じ
く金または亜鉛から構成される合金層を用いて形成され
る。
【００８６】また、下部ミラー１０３と上部ミラー１０
８におけるＡｌとＧａの組成比はこれに限定されるもの
ではなく、目的とするレーザ光の波長によって適宜最適
な設計を行って組成を決定することができる。
８におけるＡｌとＧａの組成比はこれに限定されるもの
ではなく、目的とするレーザ光の波長によって適宜最適
な設計を行って組成を決定することができる。
【００８７】以上、本発明を面発光レーザに適用した例
について述べたが、本発明はこれに限定されず、本発明
の要旨の範囲内で各種の態様をとりうる。例えば、本発
明は、半導体層からなる柱状部と樹脂系の材料からなる
埋込み絶縁層を有する面発光型の半導体発光装置に適用
でき、面発光レーザのみならず、面発光型の発光ダイオ
ードにも適用できる。
について述べたが、本発明はこれに限定されず、本発明
の要旨の範囲内で各種の態様をとりうる。例えば、本発
明は、半導体層からなる柱状部と樹脂系の材料からなる
埋込み絶縁層を有する面発光型の半導体発光装置に適用
でき、面発光レーザのみならず、面発光型の発光ダイオ
ードにも適用できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半
導体レーザを模式的に示す平面図である。
導体レーザを模式的に示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図で
ある。
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図で
ある。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す断面図で
ある。
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す断面図で
ある。
【図６】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す断面図で
ある。
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す断面図で
ある。
【図７】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図で
ある。
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図で
ある。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態にかかる面発光型半
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図で
ある。
導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図で
ある。
【図１０】本発明の第２の実施の形態にかかる面発光型
半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図
である。
半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図
である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態にかかる面発光型
半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図
である。
半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図
である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、本発明の第４
の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法
の一工程を模式的に示す平面図である。
の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法
の一工程を模式的に示す平面図である。
１００、２００、３００、４００ 面発光型半導体レー
ザ（面発光レーザ） １０１ 半導体基板 １０２ バッファ層 １０３ 下部ミラー １０４ ｎ型クラッド層 １０５ 活性層 １０６ ｐ型クラッド層 １０８ 上部ミラー １０９ コンタクト層 １１０ 柱状部 １１３ 上部電極 １１５ 下部電極 １１６ 開口部 １２０ 埋込み絶縁層 １２０ａ 絶縁層 １３０，１３０ａ，１３０ｂ 分離用半導体層 １３２，１３４ 部分半導体層 １４０ 共振器 １５０ 半導体堆積層 １０００ ウェハ １１００ 分離線
ザ（面発光レーザ） １０１ 半導体基板 １０２ バッファ層 １０３ 下部ミラー １０４ ｎ型クラッド層 １０５ 活性層 １０６ ｐ型クラッド層 １０８ 上部ミラー １０９ コンタクト層 １１０ 柱状部 １１３ 上部電極 １１５ 下部電極 １１６ 開口部 １２０ 埋込み絶縁層 １２０ａ 絶縁層 １３０，１３０ａ，１３０ｂ 分離用半導体層 １３２，１３４ 部分半導体層 １４０ 共振器 １５０ 半導体堆積層 １０００ ウェハ １１００ 分離線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 CA05 CA12 CA36 CA63 CA65 CA66 CA74 CA76 5F073 AA07 AA65 AA74 AB02 AB17 CA05 DA02 DA05 DA06 DA22 DA24 DA34 EA29
Claims (22)
- 【請求項１】 半導体基板上に、複数の柱状部を有する
半導体堆積層を形成する工程、 前記柱状部の周囲に樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層
を形成する工程、および、 前記半導体基板および該半導体基板上の層を分離してチ
ップを形成する工程、を含み、 前記柱状部を有する半導体堆積層を形成する工程におい
て、前記チップの境界領域に所定パターンの分離用半導
体層を形成し、 前記埋込み絶縁層を形成する工程において、前記分離用
半導体層の少なくとも上面を露出させ、かつ、 前記チップを形成する工程において、前記分離用半導体
層を用いて前記分離が行われる、面発光型の半導体発光
装置の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記柱状部および前記分離用半導体層は、前記半導体基
板上に半導体堆積層を形成した後、リソグラフィーおよ
びエッチングによってパターニングされる、面発光型の
半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または２において、 前記埋込み絶縁層を形成する工程の後に、所定パターン
の電極層を形成する工程を有する、面発光型の半導体発
光装置の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記電極層は、その端部が前記分離用半導体層と離れて
形成される、面発光型の半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、 前記分離用半導体層は、前記チップの境界領域に連続し
て形成され、該分離用半導体層に沿って前記分離が行わ
れる、面発光型の半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、 前記分離用半導体層は、前記チップの境界領域に不連続
に形成され、該分離用半導体層に沿って前記分離が行わ
れる、面発光型の半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、 前記分離用半導体層は、前記チップの境界領域に所定間
隔をおいて２本形成され、両者の分離用半導体層の間で
前記分離が行われる、面発光型の半導体発光装置の製造
方法。 - 【請求項８】 請求項７において、 前記２本の分離用半導体層の間に、前記埋込み絶縁層と
同じ工程で絶縁層が形成される、面発光型の半導体発光
装置の製造方法。 - 【請求項９】 請求項１ないし６のいずれかにおいて、 前記分離用半導体層は、その交差領域において補強部が
形成されている、面発光型の半導体発光装置の製造方
法。 - 【請求項１０】 請求項９において、 前記補強部は、前記分離用半導体層のコーナに形成され
た半導体層からなる、面発光型の半導体発光装置の製造
方法。 - 【請求項１１】 請求項９において、 前記補強部は、前記分離用半導体層の交差領域に形成さ
れた絶縁層からなり、該絶縁層は前記埋込み絶縁層と同
じ工程で形成される、面発光型の半導体発光装置の製造
方法。 - 【請求項１２】 半導体基板に垂直な方向に光を出射す
る面発光型の半導体発光装置であって、 半導体基板上に形成された、柱状部を有する半導体堆積
層と、 前記柱状部の周囲に形成された、樹脂系の材料からなる
埋込み絶縁層と、 前記柱状部の上面の少なくも一部および前記埋込み絶縁
層の上面の一部に形成された電極層と、 前記半導体基板の縁部に沿って該半導体基板上に形成さ
れた分離用半導体層と、を含む面発光型の半導体発光装
置。 - 【請求項１３】 請求項１２において、 前記分離用半導体層は、前記柱状部における半導体堆積
層と同じ堆積構造を有する、面発光型の半導体発光装
置。 - 【請求項１４】 請求項１２または１３において、 前記電極層は、その端部が前記分離用半導体層と離れて
位置する、面発光型の半導体発光装置。 - 【請求項１５】 請求項１２ないし１４のいずれかにお
いて、 前記分離用半導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って
連続して形成されている、面発光型の半導体発光装置。 - 【請求項１６】 請求項１２ないし１４のいずれかにお
いて、 前記分離用半導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って
不連続に形成されている、面発光型の半導体発光装置。 - 【請求項１７】 請求項１２ないし１４のいずれかにお
いて、 前記分離用半導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って
形成された絶縁層の内側に形成されている、面発光型の
半導体発光装置。 - 【請求項１８】 請求項１２ないし１６のいずれかにお
いて、 前記分離用半導体層は、その交差領域において補強部が
形成されている、面発光型の半導体発光装置。 - 【請求項１９】 請求項１８において、 前記補強部は、前記分離用半導体層のコーナに形成され
た半導体層からなる、面発光型の半導体発光装置。 - 【請求項２０】 請求項１８において、 前記補強部は、前記分離用半導体層の交差領域に形成さ
れた絶縁層からなり、該絶縁層は前記埋込み絶縁層と同
じ層構造を有する、面発光型の半導体発光装置。 - 【請求項２１】 請求項１２ないし２０のいずれかにお
いて、 前記柱状部は、半導体レーザの共振器の少なくとも一部
を構成する、面発光型の半導体発光装置。 - 【請求項２２】 請求項１２ないし２０のいずれかにお
いて、 前記柱状部は、発光ダイオードの少なくとも一部を構成
する、面発光型の半導体発光装置。
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