JP2003332675A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザの共振器端面に、ダメージを与
えず、かつ前端面と後端面とで非対称にコーティング膜
を形成できる簡便な方法を提供する。 【解決手段】 活性層側電極面４ａを上側に向け、反対
側電極面４ｂをコーティング用治具台１の載置面２に接
触させてレーザバーの共振器前端面５ａ及び共振器後端
面５ｂが垂直に位置するよう装填する。隣り合うレーザ
バー３において、共振器前端面同士あるいは後端面同士
が向き合うように等間隔に載置して、端面には接触物の
ない状態で整列させた後、隣り合う二本のレーザバーの
表面電極４ａを選択的に遮蔽板６で覆い整列した全レー
ザバーの共振器前端面もしくは共振器後端面の片面のみ
を露出させる。半導体レーザ素子の共振器前端面５ａに
所定のコーティング膜形成を行い、次に共振器後端面５
ｂが露出するように遮蔽板６をレーザバー一つ分移動さ
せて、共振器後端面５ｂに所定のコーティング膜形成を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
の共振器端面コーティング膜形成の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】通常、半導体レーザ素子では長寿命化を
図るため、劈開により形成された共振器端面に膜をコー
ティングする。一般的に共振器前端面には強い光を出す
ために低反射率膜を形成し、共振器後端面には余分な光
を放出させないよう高反射率の膜を形成する。

【０００３】この場合、取り扱いを簡便に行うため、ま
ず、半導体ウエハを劈開して共振器端面が露出したレー
ザチップが一本につながった状態（以下、バー状態とい
う）で、半導体レーザの共振器端面に前記コーティング
膜を形成する方法が一般的である。

【０００４】バー状半導体レーザ（以下、レーザバーと
いう。）について、図３に示す斜視図を参照して説明す
る。

【０００５】レーザバー３は、複数の半導体レーザ素子
がバー状に繋がり上下に電極面４ａ、４ｂが形成され、
劈開により形成される共振器前端面５ａ及び、共振器後
端面５ｂと、図示しないが表面電極４ａに近い位置に発
光領域を備える。

【０００６】上記したように、共振器前端面と後端面と
で非対称な膜厚で膜を形成するか異なる性質の膜を形成
する等の必要があるが、これに関する従来のコーティン
グ膜形成の製造方法については、特開平１０−１２５９
９４号公報や特開平１−５５８９１号公報等に示されて
おり、以下これらについて説明する。

【０００７】図４は特開平１０−１２５９９４号公報に
示されたコーティング膜形成方法を説明するための図で
ある。コーティング用治具１の載置面２にレーザバー３
の共振器前端面５ａもしくは共振器後端面５ｂの一方を
接触させた状態で装填し、レーザバー３の電極保護用の
スペーサーバー１０が間に装填され、一方の共振器前端
面５ａもしくは、共振器後端面５ｂにコーティング膜を
形成した後、レーザバー３を反転させもう一方の共振器
前端面５ａもしくは、共振器後端面５ｂにコーティング
膜を形成するものである。

【０００８】この方法によれば、共振器前端面と後端面
とで異なる膜を形成できるが、レーザバーやスペーサの
間に僅かな隙間があると、コーティング膜形成の際、そ
の隙間から回り込んで半導体レーザ素子電極面にコーテ
ィング膜が成膜されてしまう。その結果、電極でのボン
ディング不良により組立不能となるばかりか、見かけ上
ボンディングできた場合でも、特性不良となる。

【０００９】また、共振器端面を治具載置面に接触させ
た状態でレーザバーを装填することから、共振器前端面
に傷、破損や、異物を付着させダメージを与える原因と
なる。

【００１０】その上、片面コーティング膜形成を終え反
対側の共振器端面成膜のためには裏返す工程が必要とな
り、コーティング膜形成された面が治具に接触しコーテ
ィング膜剥れ等の異常をきたし、特性不良、引いては信
頼性問題の原因となる。

【００１１】図５は特開平１−５５８９１号公報に示さ
れたコーティング膜形成方法を説明するための図であ
る。図５（ａ）では、レーザの活性層に近い表面電極面
４ａを上側に向け、反対側の電極面４ｂを治具の載置面
２に接触させて所定の位置に装填し、レーザバー３の両
共振器端面５ａ、５ｂが露出するようにレーザバー３の
表面電極４ａの幅より少し幅の狭い遮蔽板６で覆い電極
面５ａ、５ｂにコーティング膜を形成する。また図５
（ｂ）に示すように、図５（ａ）と同様の構成で、載置
したレーザバー３より少し幅の大きな遮蔽板６で表面電
極面４ａを覆い、片側共振器端面が完全に隠れ共振器前
端面５ａ又は、共振器後端面５ｂの一方だけにコーティ
ング膜を形成し表面電極４ａ、４ｂ全体にはコーティン
グ膜が形成されない方法も採られている。

【００１２】この方法によれば、図４で示したような電
極面へのコーティング膜の回り込みは起こらないし、共
振器端面に治具が接触するという問題も起こらない。

【００１３】しかしながら図４に示す方法では、レーザ
バーの表面電極を保護した状態でレーザバーの両共振器
端面が露出することから、両共振器端面に対して同じコ
ーティング膜しか形成できない。このため、共振器前端
面、後端面とで非対称に膜を形成できない。

【００１４】また、図５においては、治具構成上、端面
を覆う方向が固定されるため、一方の共振器端面にコー
ティング膜形成作業が終わり、覆い隠した反対側共振器
端面に成膜するためには、レーザバーの共振器端面方向
を入れ替える反転作業が必要となる問題があり、作業が
複雑化し、この作業により共振器端面にダメージを与え
る要因ともなる。

【００１５】更に、上記方法ではレーザバー一本に対し
一本の遮蔽板を使用することから、部品点数が多くコス
トが高く、作業時間もかかることになる。

【００１６】一方、レーザをバー状態にしない場合に共
振器端面に非対称にコーティング膜を形成する方法が特
開昭６３−３０２５８６号公報に示されており、図６を
用いてこれを説明する。

【００１７】図６（ａ）に示すように活性領域より深く
ストライプ状に溝７を形成した後、溝７を形成した多層
構造の全面を覆うように誘電体膜８を作成し、図６
（ｂ）に示すように前記溝７以外の平坦部の誘電体膜８
に窓を開け、図６（ｃ）に示すように前記ストライプ状
に形成した溝をひとつおきにマスク９で覆い、図６
（ｄ）で示すように前記マスクで覆った状態で反射膜を
作るため金属を片方の共振器端面上にも蒸着し、その
後、マスク９を取り去った後、前記溝７の中央で切断
し、さらにこの溝７に直交する方向に切断することによ
りレーザチップを得る。図６（ｄ）において金属反射膜
以外に誘電体多層膜などの高反射膜を形成しても良いと
している。

【００１８】この方法によれば、共振器端面に非対称に
コーティング膜を形成できるが、次のようないくつかの
問題がある。

【００１９】一つ目の問題は、マスクで覆った後に金属
膜を形成する工程である。共振器端面に金属膜をコーテ
ィングすることにより、その端面からは光を放出しなく
なるが、実際の使用時、例えば光ピックアップ装置等で
は、この端面から放出される微弱な光を検出してレーザ
光出力を制御することが多い。よって、共振器端面への
金属膜のコーティングは実用的でない。また、誘電体膜
をコーティングする場合では、電極面に形成された誘電
体膜を除去する工程が別途必要となる。この場合、マス
クを用いて誘電体膜を開口するが、この方法では十分な
電極面積が取れず、注入電流量が制限されてしまい、例
えば高出力レーザには適さないことがある。また、電流
が開口部から局所的に注入されることにより、特性上の
問題が起きる場合もある。

【００２０】二つ目の問題は、サイズのシュリンクによ
り、ストライプ領域と溝部のピッチが狭くなった場合で
ある。ピッチが狭くなると、マスクの寸法制御および合
わせマージンの確保が難しくなり、安価な露光方式で行
えなくなる。

【００２１】三つ目の問題は、端面をコーティングした
後、２度にわたってチップを切断する点である。この切
断工程により、端面へのダメージやコーティング膜のク
ラック、一部膜はがれが生じる恐れがある。

【００２２】最後に、この方法では共振器端面として劈
開面を利用しておらず、加工されたストライプ状溝の側
面を共振器端面としているが、ドライエッチによる加工
にせよ、ウエットエッチによる加工にせよ、現在行われ
ている加工方法では、平滑な面を平行に形成することは
困難である。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するもので、半導体レーザ素子共振器端面
に対し何ら接触物の無い状態でコーティング膜を形成す
る製造方法を提供することを目的とする。

【００２４】更に、半導体レーザ素子の共振器前端面及
び共振器後端面に、簡便な方法で非対称にコーティング
膜を製造する方法を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、コーティン
グ用治具台の載置面に対して電極面の一方が接触するよ
うレーザバーを載置し、前記共振器端面における前端面
同士かあるいは後端面同士を向き合わせて等間隔に配置
するステップと、隣り合う二本の前記レーザバーの上面
を遮蔽板で覆い、前記レーザバーの前記共振器前端面か
前記共振器後端面のどちらか片面のみを露出させるステ
ップと、露出された前記共振器端面にコーティング膜を
形成した後、前記遮蔽板をずらして、コーティング膜が
形成されていない側の前記共振器端面を露出させるステ
ップと、露出された前記共振器端面にコーティング膜を
形成するステップとを備えたことを特徴とする。

【００２６】この方法によれば、レーザをバー状態にし
た上で、共振器前端面および後端面に、非対称にコーテ
ィング膜を簡便に形成できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２８】（実施の形態１）図１は、本実施形態にお
ける共振器端面コーティング用治具台に載置したレーザ
バーおよび遮蔽板を示す平面図である。

【００２９】まず、活性層側電極面４ａを上側に向け、
反対側電極面４ｂをコーティング用治具台１の載置面２
に接触させてレーザバーの共振器前端面５ａ及び共振器
後端面５ｂが垂直に位置するよう装填する。その際、隣
り合うレーザバー３において、共振器前端面同士あるい
は後端面同士が向き合うように等間隔に載置して、端面
にはまったく接触物のない状態で整列させた後、隣り合
う二本のレーザバーの表面電極４ａを選択的に遮蔽板６
で覆い整列した全レーザバーの共振器前端面もしくは共
振器後端面の片面のみを露出させる。

【００３０】図２を用いて、この工程をさらに詳しく説
明する。

【００３１】図２は、図１のＡ−Ａ’方向の断面図であ
り、図２（ａ）は、整列した全レーザバー３の共振器前
端面５ａのみが露出した状態を示す断面図である。

【００３２】端面を露出する際、等間隔に整列したレー
ザバー３の隣り合う二本において、表面電極４ａを二本
並んだレーザバー３の寸法より少し狭い幅の遮蔽板６で
覆い、固定する。このことにより、共振器前端面５ａに
はみ出して影にならず、コーティング膜が端面に充分回
り込むようになり、端面上部でのコーティング膜の薄膜
化を防止でき、膜むらに起因した特性不良や信頼性不良
を低減できる。次にコーティング膜形成装置により半導
体レーザ素子の共振器前端面５ａに所定のコーティング
膜形成を行う。

【００３３】成膜を終えたら、次に、図２（ｂ）に示す
ように共振器後端面５ｂが露出するように遮蔽板６をレ
ーザバー一つ分移動させて、共振器後端面５ｂに所定の
コーティング膜形成を行う。

【００３４】本実施形態によれば、共振器端面と遮蔽用
治具が触れることなく、端面の損傷の恐れがない。ま
た、バー状態で端面コーティングを行えるため、レーザ
素子の寸法が小さくなっても工程が特に複雑になること
が無く、また、レーザバーの間隔調整により、素子寸法
が変化しても同じ幅の遮蔽板を用いることができ、コス
ト増加を抑えられる。さらに、前端面と後端面とで非対
称にコーティング膜を形成するにあたり、本実施形態に
よれば、遮蔽板をレーザバー一つ分ずらすだけで、レー
ザバーそのものを動かすことなく行えるので、図５に示
された場合等と異なり、作業の複雑化やレーザバーの移
動による端面への損傷の恐れもない。また、図６に示し
た場合のような電極形成のための誘電体開口工程も不要
であり、工程数も増加しない。また、レーザバー２本に
対して遮蔽板は１本で済むためコストの削減が図れる。

【００３５】また、本実施形態において共振器前端面に
半導体レーザから射出される光に対して低反射率の誘電
膜を形成し、後端面に高反射率の誘電膜を形成すること
により、効率よく光を出力でき、かつ後端面からの射出
光を用いてレーザ光出力制御も行うことができる。高反
射率膜は誘電体多層膜を用いてもよいし、低反射率膜と
同じ材質の誘電膜でレーザ光の波長の１／４程度の厚み
であってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体レーザ素
子の製造方法によれば、共振面端面を治具で傷つけるこ
となく、かつ遮蔽板をずらすだけで共振器前端面と後端
面とに非対称にコーティング膜を形成できるため、端面
コーティング工程の簡素化、歩留まり向上およびコスト
ダウンが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における共振器端面コー
ティング用治具台に載置したレーザバーおよび遮蔽板を
示す平面図

【図２】図１におけるＡ−Ａ’方向の断面図であり、 （ａ）共振器前端面を露出させた状態を示す断面図 （ｂ）共振器後端面を露出させた断面図

【図３】半導体レーザバーの斜視図

【図４】従来の第１の技術における半導体レーザ素子の
共振器端面コーティング膜形成方法の説明図

【図５】従来の第２の技術における半導体レーザ素子の
共振器端面コーティング膜形成方法の説明図であり、 （ａ）前端面、後端面ともに同じ膜をコーティングする
方法の説明図 （ｂ）片側の端面にのみ膜をコーティングする方法の説
明図

【図６】従来の第３の技術における半導体レーザ素子の
共振器端面に非対称にコーティング膜を形成する方法の
説明図であり、 （ａ）ストライプ状溝７の形成および誘電体膜８の形成
工程の説明図 （ｂ）ストライプ状溝７以外の平坦部の誘電体膜８への
窓開口工程の説明図 （ｃ）マスク９での被覆工程の説明図 （ｄ）マスク９で覆った状態で反射膜を形成する工程の
説明図

【符号の説明】

１ 端面コーティング用治具台 ２ 治具台１のレーザバー載置面 ３ 半導体レーザバー ４ａ、４ｂ レーザ素子電極 ５ａ 半導体レーザ共振器前端面 ５ｂ 半導体レーザ共振器後端面 ６ 遮蔽板 ７ ストライプ状溝 ８ 誘電体膜 ９ マスク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下に電極面が設けられ該電極面の間に
   活性層が設けられた半導体レーザ素子が形成されたウエ
   ハを分割してレーザバーを得るステップと、 前記半導体レーザ素子における共振器端面に保護用コー
   ティング膜を形成するステップとを少なくとも備えた半
   導体レーザ素子の製造方法において、 コーティング用治具台の載置面に対して前記電極面の一
   方が接触するよう前記レーザバーを載置し、前記共振器
   端面における前端面同士かあるいは後端面同士を向き合
   わせて等間隔に配置するステップと、 隣り合う二本の前記レーザバーの上面を遮蔽板で覆い、
   前記レーザバーの前記共振器前端面か前記共振器後端面
   のどちらか片面のみを露出させるステップと、 露出された前記共振器端面にコーティング膜を形成する
   ステップと、 前記遮蔽板をずらして、コーティング膜が形成されてい
   ない側の前記共振器端面を露出させるステップと、 コーティング膜が形成されていない側の前記共振器端面
   に、コーティング膜を形成するステップとを備えたこと
   を特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記ウエハを分割して前記レーザバーを
   得るステップは、前記ウエハを劈開して平行な劈開面を
   有するレーザバーを得るステップであり、 前記半導体レーザ素子における前記共振器端面は、前記
   レーザバーにおける前記活性層の劈開面を含むことを特
   徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記遮蔽板の幅は、前記レーザバー幅の
   ２倍の寸法と前記レーザバー間隔との合計寸法よりわず
   かに小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の
   半導体レーザ素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記共振器前端面には前記半導体レーザ
   素子が射出する光に対する低反射率誘電膜を形成し、前
   記共振器後端面には前記半導体レーザ素子が射出する光
   に対する高反射率誘電膜を形成することを特徴とする請
   求項１ないし３のいずれかに記載の半導体レーザ素子の
   製造方法。