JP2003086900A - 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特性のばらつきを抑制しかつ歩留まりを向上
することが可能な半導体レーザ装置およびその製造方法
を提供すること。 【解決手段】 半導体基板および複数の結晶成長層の端
面であって線状の活性層とほぼ垂直方向のものと複数の
結晶成長層の上面とがなすべきかどが、活性層に比較的
近い部位を除き平面状に除去されているような形状にな
るように半導体レーザ装置を形成する。これにより、バ
ー劈開する前の形状として、結晶成長層を形成された半
導体基板がバー劈開を案内するＶ字溝を有する。このＶ
字溝はフォトリソグラフィの精度で制御できる。よっ
て、共振器長としての精度を相当に上げて劈開すること
が可能となり、また、溝の深さにより劈開は良好に行わ
れかつスクライブ痕を入れる必要もないので歩留まりの
向上になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶成長層の側面
をミラーとして用いる半導体レーザ装置およびその製造
方法に係り、特に、共振器長を短くし歩留まりを向上す
るのに適する半導体レーザ装置およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ装置は、その扱い易さなど
から、モジュールに組み込み光通信用などとして賞用さ
れている。半導体レーザ装置は、他の半導体発光素子と
異なり、共振器両端のミラー面として用いるための光学
的に平坦な面を必要とする。このため、平坦な面とし
て、通常、結晶方位に沿って割れて現れる素子の側面
（劈開面（へき開面））を用いる。

【０００３】このような劈開の従来方法について図８を
用いて説明する。図８は、いわゆるバー劈開を行うとき
の従来の過程を説明するための図である。まず、結晶成
長層が形成されたウエハ（半導体基板１０１）を用意
し、その基板下面側を研磨などで薄くして下面（半導体
基板１０１の下面）にも電極層（図示せず）を形成す
る。この状態が図８（ａ）に示すものである。図８
（ａ）において、符号１０２は、活性層を模式的に描い
たもので、直線（ストライプ）状に形成されたものが複
数さらに平行に形成されている。

【０００４】次に、図８（ｂ）に示すように、面方位に
沿って（この場合には線状に形成された活性層と直角の
方向に）かみそり１０３等の刃先の薄い鋭い刃をある角
度で押し当てる。すると、例えば半導体基板がＩｎＰで
ありその（１００）面を主面として結晶成長層が形成さ
れている場合には、図８（ｃ）に示すように、（０１
１）面、（０１ /１）面といった（１００）面に垂直な
面に沿って比較的容易に割れる（ここで、１の前に記載
されている/は、本来１の上に書かれるバーを意味す
る。以下同じ。）。

【０００５】この方法は、劈開として広く知られている
方法で、ここで得られた面は劈開面と呼ばれ光学的に平
坦な面であるため半導体レーザの共振器端面を得る方法
として古くから用いられている。なお、図８（ｃ）にお
けるｌｒが共振器長であり、劈開面に挟まれた長さであ
る。この段階における劈開を、劈開後の形状がバー状に
なることからバー劈開という。図示していないが、バー
劈開のあと、バー劈開面と垂直の方向に、線状の活性層
１０２が一つずつ含まれるようにチップ劈開を行う。

【０００６】また、バー劈開の従来方法について別の例
を図９を用いて説明する。図９は、いわゆるバー劈開を
行うときの従来過程の別例を説明するための図である。
まず、結晶成長層が形成されたウエハ（半導体基板１０
１）を用意し、その基板下面側を研磨などで薄くして下
面（半導体基板１０１の下面）にも電極層（図示せず）
を形成する。この状態が図９（ａ）に示す基板１０１で
ある。図９（ａ）において、すでに説明したものには同
じ番号を付してある。

【０００７】次に、図９（ａ）に示すように、線状の活
性層１０２と直角の方向に共振器長の設定に従って、結
晶成長層が形成された半導体基板１０１の縁近くにスク
ライバ１２１を用いてスクライブ痕１２２を入れる。そ
して、鋭角のエッジ１３４を持つ三角柱の治具１３３の
そのエッジ１３４に、スクライブ痕１２２を合わせるよ
うに半導体基板１０１を押し付け、スクライブ痕１２２
の両脇に圧力を加える。これにより、図９（ｃ）に示す
ように、バー劈開面が得られる。図示していないが、バ
ー劈開のあと、バー劈開面と垂直の方向に、線状の活性
層１０２が一つずつ含まれるようにチップ劈開を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したような従
来のバー劈開方法は、かみそりやスクライバを入れる位
置によって劈開線の入る位置が決定されるため、以下の
ような不都合が生じる場合がある。

【０００９】すなわち、第１に、かみそりやスクライバ
の位置決め精度が、人あるいは機械の精度によっている
ため、それらに従う精度でしか劈開することができな
い。このため、製造される半導体レーザ装置の特性がば
らつく。このばらつきは特に共振器長が短くなった場合
に顕著になる。

【００１０】また、第２に、劈開するときの線（劈開
線）が、機械的な力のかかり具合によって直線にならず
蛇行する場合がある。このため歩留まりが低下する。

【００１１】また、第３に、共振器長が短くなった場合
に割れにくくなる。このため歩留まりが低下する。

【００１２】また、第４に、スクライブ痕を入れた部分
は半導体レーザ装置（デバイス）として使用が不可にな
る。このため歩留まりが低下する。

【００１３】本発明は、上記した事情を考慮してなされ
たもので、特性のばらつきを抑制しかつ歩留まりを向上
することが可能な半導体レーザ装置およびその製造方法
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る半導体レーザ装置は、半導体基板と、
前記半導体基板上に積層されて形成されている複数の結
晶成長層とを有し、前記複数の結晶成長層のうち一つ
は、前記半導体基板の面と平行にある太さの線状に形成
されている活性層であり、前記半導体基板および前記複
数の結晶成長層の端面であって前記線状の活性層とほぼ
垂直方向のものと前記複数の結晶成長層の上面とがなす
べきかどが、前記活性層に比較的近い部位を除き平面状
に除去されていることを特徴とする（請求項１）。

【００１５】すなわち、「半導体基板および複数の結晶
成長層の端面であって線状の活性層とほぼ垂直方向のも
のと複数の結晶成長層の上面とがなすべきかどが、活性
層に比較的近い部位を除き平面状に除去されている」こ
とは、バー劈開する前の形状として、結晶成長層を形成
された半導体基板が、バー劈開を案内するＶ字溝を有し
ていることを意味する。このような結晶成長層側の溝の
位置は、半導体製造技術として多用されているフォトリ
ソグラフィの精度で制御できる。

【００１６】したがって、共振器長としての精度を相当
に上げて劈開することが可能であり、半導体レーザ装置
としてのばらつきを抑えることができる。また、溝の深
さにより劈開は良好に行われかつスクライブ痕を入れる
必要もないので歩留まりの向上になる。

【００１７】また、本発明に係る半導体レーザ装置の製
造方法は、半導体基板上に、前記半導体基板の面とほぼ
平行の線状の活性層を含んだ結晶成長層を形成する工程
と、前記結晶成長層が形成された半導体基板の前記結晶
成長層の側から溝を、前記線状の活性層とほぼ直角の方
向に前記活性層を避けて断続的に形成する工程と、前記
形成された溝に沿って前記結晶成長層を有する前記半導
体基板をバー劈開する工程と、前記バー劈開された前記
結晶成長層を有する半導体基板を前記バー劈開の方向と
ほぼ直角の方向にチップ分離する工程とを有することを
特徴とする（請求項７）。

【００１８】すなわち、結晶成長層が形成された半導体
基板の結晶成長層の側から溝を、線状の活性層とほぼ直
角の方向に活性層を避けて断続的に形成し、この形成さ
れた溝に沿って結晶成長層を有する半導体基板をバー劈
開するので、このバー劈開は溝に案内され、歩留まり高
くなされる。また、このような結晶成長層側の溝の位置
は、半導体製造技術として普通に用いられるフォトリソ
グラフィの精度で制御できる。

【００１９】したがって、共振器長としての精度を相当
に上げて劈開することが可能であり、半導体レーザ装置
としてのばらつきを抑えることができる。また、溝の深
さにより劈開は良好に行われかつスクライブ痕を入れる
必要もないので歩留まりの向上になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施態様とし
て、請求項１記載の半導体レーザ装置において、前記複
数の結晶成長層は、前記半導体基板の（１００）面上に
成長して形成されたものであり、前記平面状に除去され
て現れている面は、前記半導体基板および前記複数の結
晶成長層の（１１ /１）面または（１ /１１）面であ
る。半導体基板の（１００）面上に成長して形成された
結晶成長層を有する半導体基板において、バー劈開する
前に溝を形成すると、すなわち例えば塩酸をエッチング
溶剤として所定マスクにより結晶成長層をエッチングす
ると、面方位依存性によりＶ字溝が形成される。このＶ
字溝の面、すなわちバー劈開されたあとにおいて平面状
に除去されて現れる面は、（１１ /１）面または（１ /
１１）面となるものである。

【００２１】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項１記載の半導体レーザ装置において、前記除去さ
れたかどの前記端面の側は、前記複数の結晶成長層の上
面から１３μｍないし２５μｍである。下限１３μｍ
は、結晶成長層が形成された半導体基板（バー劈開する
前）の厚さを通常考えられる比較的厚い寸法である１３
０μｍとした場合でも、割れやすい溝となるための実験
により求めた最低限である。上限２５μｍは、共振器長
を通常考えられる比較的小さな寸法である１００μｍと
した場合でも、結晶成長層の上面に、考えられる最小限
である４０μｍ角の導線接続用ボンディングパッドを形
成するスペースを確保するための最大限である。

【００２２】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項１記載の半導体レーザ装置において、前記除去さ
れたかどの前記複数の結晶成長層の上面での形状は、ほ
ぼ長方形である。バー劈開する前の断続的溝それぞれの
平面としての形状を長方形とし、劈開後の半導体レーザ
装置として、その上下左右分割の１／４が割り当てられ
るものである。

【００２３】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項１記載の半導体レーザ装置において、前記除去さ
れたかどの前記複数の結晶成長層の上面での形状は、ほ
ぼ、等脚台形を線対称に１／２等分した形状である。バ
ー劈開する前の断続的溝それぞれの平面としての形状
を、等脚台形の長底辺の側を背中合わせにした形状と
し、劈開後の半導体レーザ装置として、その上下左右分
割の１／４が割り当てられるものである。

【００２４】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項１記載の半導体レーザ装置において、前記半導体
基板は、材質がＩｎＰであり、前記複数の結晶成長層
は、そのそれぞれの材質がＩｎＰまたはＩｎ_ｘＧａ
_１−ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ≦１）であ
る。ＩｎＰ基板上にＩｎＰ層、またはＩｎ、Ｇａ、Ａｓ
の３元系、あるいはＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの４元系の結
晶成長層を形成するものであり、半導体レーザ装置とし
て、現在、通信用途に通常用いられているタイプの一つ
である。

【００２５】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項７記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
溝を形成する前記工程は、形成されるべき溝に相当する
部分に打ち抜きが存在するパターンに前記結晶成長層の
上面にマスク層を形成する工程と、前記形成されたマス
ク層により前記結晶成長層をエッチングする工程と、前
記エッチングのあと前記マスク層を除去する工程とを具
備する。マスク層の形成により、結晶成長層に所定の溝
を形成するものである。このような、マスク層を新たに
形成する方法のほかに、例えば、結晶成長層のうち最上
面のものをあらかじめ形成されるべき溝に相当する部分
に打ち抜きが存在するパターンに形成しておき、これを
マスクにそれより下の結晶成長層をエッチングする方法
を採ることもできる。

【００２６】また、ここで、上記のマスク層を形成する
工程は、前記打ち抜きの形状がほぼ長方形であるとする
ことができる。また、上記のマスク層を形成する工程
は、前記打ち抜きの形状が、ほぼ、等脚台形の長底辺の
側を背中合わせにした形状であるとすることもできる。
いずれも、エッチングによりＶ字溝を結晶成長層に（ま
たは半導体基板に及んで）形成することができる。

【００２７】また、ここで、前記半導体基板は、材質が
ＩｎＰであり、前記複数の結晶成長層は、そのそれぞれ
の材質がＩｎＰまたはＩｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙ
（０＜ｘ＜１、０＜ｙ≦１）であり、結晶成長層をエッ
チングする前記工程は、エッチング溶剤として塩酸を含
む溶剤を用いてなされる。ＩｎＰ基板上にＩｎＰ層、ま
たはＩｎ、Ｇａ、Ａｓの３元系、あるいはＩｎ、Ｇａ、
Ａｓ、Ｐの４元系の結晶成長層を形成するものであり、
半導体レーザ装置として、現在、通信用途に通常用いら
れているタイプの一つである。塩酸をエッチング溶剤と
することでＩｎＰ層を良好にエッチングすることができ
る。

【００２８】以下では、本発明の実施形態を図面を参照
しながら説明する。

【００２９】図１および図２は、本発明の第１の実施形
態を説明する図である。まず、図１（ａ）に示すよう
な、活性層１２を含む結晶成長層を形成された半導体基
板１１を用意する。活性層１２は、半導体基板１１と平
行の直線（ストライプ）状に形成され、さらに複数の活
性層１２が平行に形成されている。このような結晶成長
層を形成された半導体基板１１は、例えば図５に示すよ
うな断面構造を有している。図５は、図１（ａ）に示
す、活性層１２を含む結晶成長層を形成された半導体基
板１１の一例を示す断面図である。

【００３０】ここで、図１について説明する前提とし
て、図５に示す断面構造について説明しておく。図５に
示す断面構造を得るには、まず、半導体基板１１に例え
ばｎ型ＩｎＰを用い、その（１００）面上にＩｎＰバッ
ファー層５２、ｎ型ＩｎＰクラッド層５３、ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層１２を、順次、全面に結晶成長する。続い
て、この成長基板１１の（０１ /１）方向に、共振器レ
ーザの導波路としてＩｎＧａＡｓＰ活性層１２を、フォ
トリソグラフィ工程を用いストライプ状に加工する。

【００３１】続いて、このストライプ状の導波路の左右
に選択的にｐ型ＩｎＰ層５５、ｎ型ＩｎＰ層５６を、全
面にｐ型ＩｎＰクラッド層５７、ｐ型ＩｎＧａＡｓコン
タクト層５８を順次それぞれ形成する。なお、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓコンタクト層５８は、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの
４元系としてもよいが、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓの３元系の方
がコンタクト抵抗が小さいので一般には多用される。

【００３２】図１（ａ）に示す半導体基板１１は、上記
のようにして形成されたものに対して、さらに、ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓコンタクト層５８上（主面）にｐ型電極が形
成され、基板１１裏面側が劈開可能な厚みに研磨等を用
いて薄膜化された上で、その裏面にｎ型電極が形成され
たものである。なお、全体の厚みは、例えば１００μｍ
程度であり、そのうちＩｎＰバッファー層５２から上
は、例えば１０μｍ程度である。

【００３３】ちなみに、図５に示す断面構造において、
ストライプ状の活性層１２から少し離れた両脇に素子容
量低減のために溝を形成する構造がよく用いられている
が、本発明を実施する上での必須事項でないためここで
は省略する。このような溝があってももちろん本発明の
適用は可能である。

【００３４】図１（ａ）に示す半導体基板１１は、図面
簡略化のため、活性層１２のストライプを主面上に実線
で記載している。この実施形態では、次に、図１（ｂ）
に示すように、活性層１２のストライプと直角の方向に
活性層１２近辺を避けて断続的にバー劈開溝１３と、こ
れと直交する方向にバー劈開溝１３近辺を避けて断続的
にチップ分離溝（チップ劈開溝）１４とがそれぞれ複数
平行に形成される。バー劈開溝１３およびチップ分離溝
１４の形成工程については後述する。

【００３５】次に、図１（ｃ）に示すように、このバー
劈開溝１３の真裏を、三角柱状の治具１５の鋭角の尾根
線１６に押し当て基板１１の両端に圧力を加えることで
バー劈開溝１３に応力を集中して劈開を行なう。する
と、溝１３の底に形成された谷線を境とする劈開が破線
状の溝１３に沿って進み精度の高い劈開面（＝共振器端
面）を得ることができる。

【００３６】こうして得られたバー状の基板（図２
（ａ））における共振器端面の詳細な形状は、図２
（ｂ）に示すようになる。図２（ｂ）において、劈開に
用いた溝は分離する際に中央で１／２の形状になり、平
面状の斜面２１と、活性層１２に対向する側の面２４、
２５とが現れている。斜面２１は、主面側では切り返し
線２２に終端し、共振器端面側では切り返し線２６に終
端する。上記の面２４は、主面の切り返し線２３から垂
直方向に落ち込む面であり、さらにこの面２４からある
角度で切り返して上記の面２５が形成されている。これ
らの面２１、２４、２５の形成は、結晶成長層の面方位
に従ってエッチングされた結果である。

【００３７】劈開により分離される前の溝の形状と対応
づけると、斜面２１、上記の面２４、２５は、図２
（ｃ）、（ｄ）に示すようになる。すなわち、図２
（ｃ）は、面２４に垂直の方向から面２４、２５を見た
図であり、図２（ｄ）は、分離される前の溝の斜視図で
ある。図２（ｄ）からわかるように、溝はＶ字溝であ
り、その谷線２６（分離された後では切り返し線２６に
相当）に沿って劈開される。

【００３８】図２（ａ）に示すバー状の基板は、さらに
チップ分離溝１４を用いて分離を行い素子化する。この
ような素子化に関しては、すでに本発明者等によって提
案がなされ例えば特開平０８−３１６５７０号公報に公
開されているので、ここでは詳述しない。

【００３９】なお、図２（ｂ）に示す形状を言い換える
と、半導体基板および結晶成長層の端面であって線状の
活性層１２とほぼ垂直方向のものと結晶成長層の上面と
がなすべきかどが平面状に除去され、除去されたかどの
結晶成長層の上面での形状は、ほぼ長方形である。これ
は、バー劈開する前の断続的な溝１３それぞれの平面と
しての形状が長方形であり、バー劈開およびチップ分離
後の半導体レーザ装置として、その上下左右分割の１／
４の長方形が割り当てられたものである。

【００４０】上記で、バー劈開溝１３は、チップ分離溝
１４と同時にエッチングにより形成することができる
が、プロセスを分け別々に形成するようにしてもよい。
同時に溝１３、１４を形成する場合にはエッチングのマ
スクとなるパターンの幅の設計に注意を要する。チップ
分離溝１４は、結晶成長層の面方位性から、主として垂
直に落ち込む面によって形成され得、Ｖ字溝のように面
方位性によってエッチングが終止しないからである。す
なわち、バー劈開溝１３はＶ字溝になるので、主面上に
導線接続用ボンディングパッドを形成するスペースを確
保する関係から、一般的に、その深さは、チップ分離溝
１４の深さより浅くなる。このＶ字のバー劈開溝１３の
形成がエッチングで完了されるまでの間に、チップ分離
溝１４が例えば少なくともそれより深くエッチングされ
るようにチップ分離溝１４用のパターン幅を選択する。

【００４１】以上のようにして得られた半導体レーザ装
置では、バー劈開溝１３により設計通りの位置で劈開さ
れ、共振器長の不揃いから発生する波長特性等の不具合
が解消される。なお、以上述べた半導体レーザ装置は、
例えば主に通信用のモジュールに組み込まれて用いられ
る。

【００４２】次に、上記で述べた実施形態とは異なる実
施形態について、さらに図３、図４、図６、図７をも参
照して説明する。図３、図４は、この実施形態の先の実
施形態との違いを説明する図であり、図６、図７は、こ
の実施形態におけるバー劈開溝の形成を示すプロセス図
である。

【００４３】この実施形態においても、図１（ａ）に示
したような、結晶成長層が形成された半導体基板１１を
準備することは、先の実施形態と同様である。その断面
構造は、すでに説明した図５に示すようなものである。
そして、図１（ｂ）に示すように、活性層１２のストラ
イプと直角の方向に活性層１２近辺を避けて断続的にバ
ー劈開溝１３と、これと直交する方向にバー劈開溝１３
近辺を避けて断続的にチップ分離溝１４とをそれぞれ複
数平行に形成する。

【００４４】ここで、バー劈開溝１３の形成方法につい
て説明する。バー劈開溝１３はすでに述べたように、活
性層１２を避けるように、図５に示す領域Ａに相当する
部分に断続的溝の一つとして形成される。図５に示す領
域Ａを方向Ｂから見た面すなわち（０１１）面を手前に
して表示した斜視図として、バー劈開溝１３の形成プロ
セスを描いたものが図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）
（ｂ）である。

【００４５】まず、図１（ａ）に示すような、結晶成長
層を形成された基板１１の表面（主面）全面に、図６
（ａ）に示すように、ＳｉＯ_２からなる絶縁膜６１を形
成する。続いて、図６（ｂ）に示すように、形成される
べき溝の平面形状に対応するようにＳｉＯ_２膜６１にパ
ターニングを施す。このようなパターニングは、フォト
リソグラフィ工程で同様のパターニングがされたマスク
層をＳｉＯ_２膜６１上に形成しＳｉＯ_２膜６１を例えば
フッ化アンモニウム等でエッチング除去してなし得る。

【００４６】次に、図７（ａ）に示すように、パターニ
ングされたＳｉＯ_２膜６１をマスクとして例えば硫酸系
の溶剤もしくは臭素系の溶剤を用いてｐ型ＩｎＧａＡｓ
コンタクト層５８をエッチング除去し、マスクパターン
を転写する。最後に、このｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト
層５８をマスクとして各ＩｎＰ層５７、５６、５５、５
３、５２、１１を例えば塩酸でエッチングする（図７
（ｂ））。なお、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層５８が
Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの４元系である場合も同様であ
る。また、図示していないが、ＳｉＯ_２膜６１は、マス
クとして必要なくなる時点以降に除去する。

【００４７】図７（ｂ）に示すように、ＩｎＧａＡｓ層
をマスクとして塩酸でエッチングを行なうと特定の面方
位でエッチングが停止し、それ以上にはエッチングされ
ない。この場合、（１００）面に（０１１）方向へ線状
にバー劈開溝１３を形成したので、Ｖ字を構成するエッ
チングが停止する面は（１１ /１）面および（１ /１
１）面であり、バー劈開溝１３の断面形状は図７（ｂ）
に示すようにＶ字（底辺が上の三角形）となる。以上の
バー劈開溝１３の形成プロセスは、先の実施形態におい
ても、形成されるべき溝に対応する平面形状（ＳｉＯ_２
膜６１がパターニングされる形状）を除き同様である。

【００４８】ここで、形成されるべき溝形状について先
の実施形態との違いを説明する。図３（ａ１）、図３
（ｂ１）は、それぞれ、先の実施形態とこの実施形態に
おける、バー劈開溝１３のうちひとつを形成するための
ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層５８のマスクパターンを
基板主面から観察したものである。図３（ａ１）では、
切り返し線２２、２３に一致して、あらかじめ長方形に
マスクが形成されている。これに対して、この実施形態
である図３（ｂ１）では、等脚台形の長底辺の側を背中
合わせにした形状にあらかじめマスクが形成されてお
り、これにより、長手方向の切り返し線３１と、短手方
向の切り返し線３２とを主面に形成させる。切り返し線
３２に頂点３３が存在することが先の実施形態とは異な
る。

【００４９】図３（ａ２）、図３（ｂ２）は、それぞ
れ、上記の図３（ａ１）、図３（ｂ１）のパターンによ
りエッチングが施され得られたバー劈開溝の形状を基板
主面から観察したものである。すでに述べたように、先
の実施形態である図３（ａ２）に示すバー劈開溝では、
溝の長手方向の端付近では谷線２６が面２５で終端し、
谷線はさらに２つに分かれて面２５の端を形成する（図
２（ｃ）、（ｄ）も参照のこと）。

【００５０】このような形状を有する先の実施形態のバ
ー劈開溝１３では、実験によると、劈開する共振器長を
さらに短くした場合に劈開される位置が溝の中央からず
れる場合が発生した。これを図４（ａ）に示す。図４
は、バー劈開溝による劈開線４１、４２の入り方を説明
する図であり、すでに説明したものと同一の部分には同
一の番号が付してある。図４（ａ）に示すような劈開の
ずれは、溝の谷線が端部で２つに分かれることが原因と
考えられる。すなわち、このような谷線であると、共振
器長をさらに短くした場合に、バー劈開時の応力の集中
が面２５、２４、２１の３つの面の交点にも生じやすく
なり、その交点を通る面に劈開が生じてしまうものと考
えられる。

【００５１】これに対し、本実施形態である図３（ｂ
２）に示すバー劈開溝では、溝の長手方向の端付近で、
谷線３４がさらに頂点３３に向かって一直線に延びてい
る。すなわち、図３（ｂ２）に示した形状を斜視図化し
た図３（ｂ３）からもわかるように、Ｖ字の面３５は、
溝の長手方向の端付近では、切り返し線３６により角度
を変えて切り返し線３２に終端するが、同時に谷線３４
が延長するように頂点３３に向かって切り返し線が形成
される。

【００５２】このような改良された谷線を有するこの実
施の形態では、実験の結果、共振器長をさらに短くした
場合でも、図４（ｂ）に示すように、劈開線４２がそれ
ずに形成されることが分かった。これは、先の実施形態
のように、３つの面の交点のような応力の集中しやすい
点を排除したからと考えられる。なお、図４（ｂ）にお
いて、すでに説明した部位には同一の番号を付してい
る。

【００５３】以上説明のように、この実施の形態では、
共振器長がさらに短い場合においてもバー状劈開が容易
になされ歩留まりよく設計通りの半導体レーザ装置を得
ることができる。

【００５４】なお、言うまでもないが、先の実施形態お
よびこの実施形態においてバー劈開溝１３は破線状（活
性層１２近辺を避けて断続的）に形成されなければなら
ない。これは、共振器端面は劈開面を用いる必要がある
ため、およびもともと活性層１２部分に塩酸でエッチン
グできないＩｎＧａＡｓＰ層があるからである。また、
バー劈開溝１３とチップ分離溝１４とは、エッチングに
より現れる面方位が異なるため交差していないことがよ
り望ましいが、交差していても構わない。劈開自体には
支障ないからである。

【００５５】バー劈開溝１３の深さは、マスクの打ち抜
かれた部分の幅（短手方向の長さ）により設定すること
ができる。これは、すでに説明したように、特定の面方
位でエッチングが停止し、それ以上にはエッチングされ
ないからである。上記の両実施形態でにおいては、Ｖ字
溝の角度は約１００度であり、共振器長を通常考えられ
る比較的小さな寸法である１００μｍとした場合でも、
結晶成長層の上面に、考えられる最小限である４０μｍ
角の導線接続用ボンディングパッドを形成するスペース
を確保するには、２５μｍ以下の深さにすることが一つ
の目安になる。共振器長が１００μｍでバー劈開溝の深
さが２５μｍのとき、結晶成長層の上面に確保される共
振器長方向の長さは、１００−２・２５ｔａｎ（１００
ｄｅｇ／２）を計算して約４０．４μｍである。

【００５６】また、上記の両実施形態で得られた半導体
レーザ装置は、周囲かどがエッチングによってベベリン
グされているとも言えるので外観が良く、さらに、モジ
ュールとして組立てる場合にチップを取扱う作業でかど
が欠ける等の信頼性に影響のある不具合も回避できる効
果がある。かどが張っている場合には、組立時におい
て、コレットなどの作業治具に、応力集中でチップが当
たりやすいからである。

【００５７】加えて、バー劈開だけでなくチップ分離
（劈開）においてもエッチング溝を用いることによっ
て、チップの上面から観察される４辺全てがエッチング
により形成される。この結果、上述の寸法精度や外観だ
けでなく、チップ周囲に現れるｐｎ接合端面にパッシベ
ーション膜を形成し、半導体レーザ装置を作成する間、
これを保護することが可能となる効果もある。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
「半導体基板および複数の結晶成長層の端面であって線
状の活性層とほぼ垂直方向のものと複数の結晶成長層の
上面とがなすべきかどが、活性層に比較的近い部位を除
き平面状に除去されている」ことにより、バー劈開する
前の形状として、結晶成長層を形成された半導体基板
が、バー劈開を案内するＶ字溝を有している。このよう
な結晶成長層側の溝の位置は、半導体製造技術として多
用されているフォトリソグラフィの精度で制御できるの
で、共振器長としての精度を相当に上げて劈開すること
が可能であり、半導体レーザ装置としてのばらつきを抑
えることができる。また、溝の深さにより劈開は良好に
行われかつスクライブ痕を入れる必要もないので歩留ま
りの向上になる。

【００５９】また、本発明によれば、結晶成長層が形成
された半導体基板の結晶成長層の側から溝を、線状の活
性層とほぼ直角の方向に活性層を避けて断続的に形成
し、この形成された溝に沿って結晶成長層を有する半導
体基板をバー劈開するので、このバー劈開は溝に案内さ
れ、歩留まり高くなされる。また、このような結晶成長
層側の溝の位置は、半導体製造技術として普通に用いら
れるフォトリソグラフィの精度で制御できる。したがっ
て、共振器長としての精度を相当に上げて劈開すること
が可能であり、半導体レーザ装置としてのばらつきを抑
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２の実施形態を説明する
図。

【図２】図１の続図であって、本発明の第１の実施形態
を説明する図。

【図３】第１の実施形態と第２の実施形態における、バ
ー劈開溝１３の形状の違いを説明する図。

【図４】本発明の第１および第２の実施形態における劈
開線４１、４２の入り方の例を説明する図。

【図５】図１（ａ）に示す、活性層１２を含む結晶成長
層を形成された半導体基板１１の一例を示す断面図。

【図６】図３（ｂ２）に示したバー劈開溝の形成プロセ
スを示す図。

【図７】図６の続図であって、図３（ｂ２）に示したバ
ー劈開溝の形成プロセスを示す図。

【図８】バー劈開を行うときの従来の過程を説明するた
めの図。

【図９】バー劈開を行うときの従来過程の別例を説明す
るための図。

【符号の説明】 １１…半導体基板、１２…活性層、１３…バー劈開溝、
１４…チップ分離溝、１５…三角柱状の治具、１６…尾
根線、２１…斜面、３３…頂点、３５…斜面、５２…Ｉ
ｎＰバッファー層、５３…ｎ型ＩｎＰクラッド層、５５
…ｐ型ＩｎＰ層、５６…ｎ型ＩｎＰ層、５７…ｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層、５８…ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層、
６１…ＳｉＯ_２膜

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板と、 前記半導体基板上に積層されて形成されている複数の結
   晶成長層とを有し、 前記複数の結晶成長層のうち一つは、前記半導体基板の
   面と平行にある太さの線状に形成されている活性層であ
   り、 前記半導体基板および前記複数の結晶成長層の端面であ
   って前記線状の活性層とほぼ垂直方向のものと前記複数
   の結晶成長層の上面とがなすべきかどが、前記活性層に
   比較的近い部位を除き平面状に除去されていることを特
   徴とする半導体レーザ装置。
2. 【請求項２】 前記複数の結晶成長層は、前記半導体基
   板の（１００）面上に成長して形成されたものであり、 前記平面状に除去されて現れている面は、前記半導体基
   板および前記複数の結晶成長層の（１１ /１）面または
   （１ /１１）面であることを特徴とする請求項１記載の
   半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 前記除去されたかどの前記端面の側は、
   前記複数の結晶成長層の上面から１３μｍないし２５μ
   ｍであることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ
   装置。
4. 【請求項４】 前記除去されたかどの前記複数の結晶成
   長層の上面での形状は、ほぼ長方形であることを特徴と
   する請求項１記載の半導体レーザ装置。
5. 【請求項５】 前記除去されたかどの前記複数の結晶成
   長層の上面での形状は、ほぼ、等脚台形を線対称に１／
   ２等分した形状であることを特徴とする請求項１記載の
   半導体レーザ装置。
6. 【請求項６】 前記半導体基板は、材質がＩｎＰであ
   り、 前記複数の結晶成長層は、そのそれぞれの材質がＩｎＰ
   またはＩｎ_ｘＧａ_{１− ｘ}Ａｓ_ｙＰ_１−ｙ（０＜ｘ＜１、
   ０＜ｙ≦１）であることを特徴とする請求項１記載の半
   導体レーザ装置。
7. 【請求項７】 半導体基板上に、前記半導体基板の面と
   ほぼ平行の線状の活性層を含んだ結晶成長層を形成する
   工程と、 前記結晶成長層が形成された半導体基板の前記結晶成長
   層の側から溝を、前記線状の活性層とほぼ直角の方向に
   前記活性層を避けて断続的に形成する工程と、 前記形成された溝に沿って前記結晶成長層を有する前記
   半導体基板をバー劈開する工程と、 前記バー劈開された前記結晶成長層を有する半導体基板
   を前記バー劈開の方向とほぼ直角の方向にチップ分離す
   る工程とを有することを特徴とする半導体レーザ装置の
   製造方法。
8. 【請求項８】 溝を形成する前記工程は、 形成されるべき溝に相当する部分に打ち抜きが存在する
   パターンに前記結晶成長層の上面にマスク層を形成する
   工程と、 前記形成されたマスク層により前記結晶成長層をエッチ
   ングする工程と、 前記エッチングのあと前記マスク層を除去する工程とを
   具備することを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ
   装置の製造方法。
9. 【請求項９】 マスク層を形成する前記工程は、前記打
   ち抜きの形状がほぼ長方形であることを特徴とする請求
   項８記載の半導体レーザ装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 マスク層を形成する前記工程は、前記
    打ち抜きの形状が、ほぼ、等脚台形の長底辺の側を背中
    合わせにした形状であることを特徴とする請求項８記載
    の半導体レーザ装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記半導体基板は、材質がＩｎＰであ
    り、 前記複数の結晶成長層は、そのそれぞれの材質がＩｎＰ
    またはＩｎ_ｘＧａ_{１− ｘ}Ａｓ_ｙＰ_１−ｙ（０＜ｘ＜１、
    ０＜ｙ≦１）であり、 結晶成長層をエッチングする前記工程は、エッチング溶
    剤として塩酸を含む溶剤を用いてなされることを特徴と
    する請求項８記載の半導体レーザ装置の製造方法。