JP2009004524A - Nitride-based semiconductor laser element and manufacturing method of nitride-based semiconductor laser element - Google Patents
Nitride-based semiconductor laser element and manufacturing method of nitride-based semiconductor laser element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009004524A JP2009004524A JP2007163304A JP2007163304A JP2009004524A JP 2009004524 A JP2009004524 A JP 2009004524A JP 2007163304 A JP2007163304 A JP 2007163304A JP 2007163304 A JP2007163304 A JP 2007163304A JP 2009004524 A JP2009004524 A JP 2009004524A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- nitride
- semiconductor laser
- substrate
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
本発明は窒化物系半導体レーザ素子の作製方法及びレーザ素子に関するものであり、特に窒化物系半導体基板上に窒化物系半導体を積層することによって作製される窒化物系半導体レーザ素子及びその作製方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a nitride semiconductor laser element and a laser element, and more particularly, to a nitride semiconductor laser element manufactured by stacking a nitride semiconductor on a nitride semiconductor substrate and a method for manufacturing the same. About.
III族元素とV族元素とから成る所謂III−V族半導体である窒化物系半導体(例えば、AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaNなど)は、そのバンド構造より、青や青紫の光を発する発光素子としての利用が期待され、既に発光ダイオードやレーザ素子などに利用されている。 Nitride-based semiconductors (eg, AlN, GaN, InN, AlGaN, InGaN, etc.), which are so-called III-V semiconductors composed of Group III elements and Group V elements, emit blue or blue-violet light from their band structures. Expected to be used as a light-emitting element, it has already been used for light-emitting diodes and laser elements.
また、これまでは良質な窒化物系半導体の基板が得られなかったため、サファイア基板などの異種基板を用いて窒化物系半導体素子の作製を行っていた。しかしながら、サファイア基板などの異種基板上に窒化物系半導体を成長させて得られるウエハは、基板とその上に形成される窒化物半導体層とにおいて結晶構造が異なることから劈開面が相違し、共振器端面を形成するためにウエハからバーへと劈開を行なうことが困難となっていた。 In addition, since a high-quality nitride-based semiconductor substrate has not been obtained so far, a nitride-based semiconductor element has been manufactured using a heterogeneous substrate such as a sapphire substrate. However, a wafer obtained by growing a nitride-based semiconductor on a dissimilar substrate such as a sapphire substrate has a different cleaved surface due to the difference in crystal structure between the substrate and the nitride semiconductor layer formed on the substrate. It has been difficult to cleave from wafer to bar to form the vessel end face.
この問題に対して、近年になって窒化物系半導体層と劈開面が等しい良質な窒化ガリウム基板が得られるようになり、この基板を用いたウエハを作製することで、基板ごと容易に劈開を行なうことが可能となった。また、効率よく電流注入を行なうために、通常、窒化物系半導体レーザ素子にはリッジ部が設けられている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載のようなリッジ部を備えた窒化物系半導体レーザ素子を作製する際に、基板側からウエハに刃を押し当てるなど負荷を加えて劈開する必要があるが、この劈開時に、突出したリッジ部が作業台などに接触して押し付けられてリッジ部が損傷してしまうことがある。そして、リッジ部が損傷することによって、窒化物系半導体レーザ素子の歩留まりが低下したり、特性が悪化したりすることが大きな問題となる。
However, when manufacturing a nitride semiconductor laser device having a ridge portion as described in
一方、リッジ部全てを覆うように電極を形成すれば、電極によってリッジ部が作業台などに接触して損傷することを防止することは可能となる。しかし、この構成では、劈開時にリッジ部上に形成した電極が押し付けられることによって塑性変形し、劈開によって得られるバーの共振器端面まで回り込み、共振器端面を汚染する可能性が増大する。 On the other hand, if the electrode is formed so as to cover the entire ridge portion, the electrode can prevent the ridge portion from coming into contact with the work table or the like and being damaged. However, in this configuration, the electrode formed on the ridge portion is pressed during cleaving to be plastically deformed and go around to the resonator end face of the bar obtained by cleaving, thereby increasing the possibility of contaminating the resonator end face.
そこで本発明は、劈開を行なう際にリッジ部を損傷させない構成を備えた窒化物系半導体レーザ素子及びその窒化物系半導体レーザ素子の作製方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a nitride semiconductor laser element having a configuration that does not damage a ridge portion when cleaving, and a method for manufacturing the nitride semiconductor laser element.
上記目的を達成するために、本発明における窒化物系半導体レーザ素子の作製方法は、基板の第一主面上に、所定の方向に延びるとともに前記基板の前記第一主面と略垂直な方向に突出する突出部を複数備えた積層構造を形成する第一工程と、前記第一工程の後に、前記積層構造上に絶縁体から成る層を積層し、一部の突出部上に形成される前記絶縁体を除去することでリッジ部を形成するとともに、他の突出部上に形成される前記絶縁体を保護部とする第二工程と、前記第二工程の後に、前記リッジ部上に前記所定の方向に沿って前記保護部の突出する高さを超えない第一電極を断続的に形成するとともに、前記基板の前記第一主面の反対側の面である第二主面に第二電極を形成してウエハを得る第三工程と、前記第三工程の後に、前記ウエハの前記第二電極側に負荷をかけて当該ウエハを分断し、チップを得る第四工程と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method for producing a nitride-based semiconductor laser device according to the present invention includes a direction extending in a predetermined direction on a first main surface of a substrate and a direction substantially perpendicular to the first main surface of the substrate. A first step of forming a laminated structure having a plurality of projecting portions projecting on the surface, and after the first step, a layer made of an insulator is laminated on the laminated structure and formed on a part of the projecting portions. A ridge portion is formed by removing the insulator, and a second step in which the insulator formed on another protruding portion is a protective portion, and after the second step, the ridge portion is formed on the ridge portion. A first electrode that does not exceed the height at which the protective portion protrudes along a predetermined direction is intermittently formed, and a second main surface that is the surface opposite to the first main surface of the substrate is secondly A third step of forming an electrode to obtain a wafer, and after the third step, Loads into the second electrode side of the wafer divided the wafer, characterized by comprising a fourth step of obtaining a chip, a.
また、上記構成の窒化物系半導体レーザ素子の作製方法において、前記第二工程が、前記リッジ部の前記所定の方向と略平行な方向に沿って、断続的となる前記保護部を形成するものであることとしても構わない。 Further, in the method for manufacturing a nitride semiconductor laser device having the above-described configuration, the second step forms the protective portion intermittently along a direction substantially parallel to the predetermined direction of the ridge portion. It does not matter as being.
また、上記構成の窒化物系半導体レーザ素子の作製方法において、前記第四工程が、前記保護部が形成されていない部分に溝を形成する第五工程と、前記第五工程の後に、前記溝に沿ってウエハを分断する第六工程と、を備えることとしても構わない。 In the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device having the above structure, the fourth step includes a fifth step of forming a groove in a portion where the protective portion is not formed, and the groove after the fifth step. And a sixth step of dividing the wafer along the line.
また、上記構成の窒化物系半導体レーザ素子の作製方法において、前記基板を窒化ガリウム基板としても構わないし、前記絶縁体を二酸化珪素としても構わない。 In the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device having the above-described configuration, the substrate may be a gallium nitride substrate, and the insulator may be silicon dioxide.
また、本発明の窒化物系半導体レーザ素子は、基板の第一主面上に形成され、所定の方向に延びるとともに前記基板の前記第一主面と略垂直な方向に突出するリッジ部を備える積層構造と、前記リッジ部上に、前記所定の方向に沿って断続的に形成される第一電極と、前記積層構造上に形成され、前記基板の前記第一主面と略垂直な方向に突出するとともに前記第一電極以上の高さとなる絶縁体から成る保護部と、を備える窒化物系半導体チップを備えることを特徴とする。 The nitride-based semiconductor laser device of the present invention includes a ridge portion formed on the first main surface of the substrate, extending in a predetermined direction and protruding in a direction substantially perpendicular to the first main surface of the substrate. A laminated structure; a first electrode formed intermittently on the ridge portion along the predetermined direction; and formed on the laminated structure and in a direction substantially perpendicular to the first main surface of the substrate. And a nitride-based semiconductor chip that includes a protective portion that protrudes and has a height higher than that of the first electrode.
また、上記構成の窒化物系半導体レーザ素子において、前記リッジ部の周囲に形成される絶縁体層が、前記保護部を形成する前記絶縁体と同じ材料から成ることとしても構わない。 In the nitride semiconductor laser element having the above-described configuration, the insulator layer formed around the ridge portion may be made of the same material as the insulator forming the protective portion.
本発明の窒化物系半導体レーザ素子の作製方法によれば、ウエハを分断してバーやチップを得る際に、第二電極側に負荷をかけて押し割ることとしても、保護部がリッジ部上の第一電極以上に突出しているため、第一電極が塑性変形したり、第一電極が形成されていないリッジ部が損傷したりすることを防ぐことが可能となる。したがって、窒化物系半導体レーザ素子の特性や歩留まりを改善することができる。 According to the method for producing a nitride semiconductor laser device of the present invention, when the wafer is divided to obtain a bar or a chip, the protective portion is not Therefore, it is possible to prevent the first electrode from being plastically deformed or the ridge portion where the first electrode is not formed from being damaged. Therefore, the characteristics and yield of the nitride semiconductor laser element can be improved.
以下、本発明における窒化物系半導体レーザ素子の作製方法について図1〜図9に基づき説明する。最初に、一連の窒化物系半導体レーザ素子の作製方法について図1〜図6を用いて説明し、その後に、本発明の他の実施例について図7〜図9を用いて説明する。
<<窒化物系半導体レーザ素子の作製方法>>
<ウエハ作製方法>
最初に、ウエハ作製方法の一例について図1(a)、(b)のウエハの模式図を用いて説明する。図1(a)はウエハの模式的な平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A断面を示した模式的な断面図である。なお、図1(a)、(b)には基板の結晶方位をあわせて示している。また、図1以降の図においても同様に基板の結晶方位をあわせて示すこととし、この方位を用いてウエハやバーなどの構成を説明することとする。
Hereinafter, a method for producing a nitride-based semiconductor laser device according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, a series of nitride semiconductor laser device fabrication methods will be described with reference to FIGS. 1 to 6, and then another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9.
<< Method for Fabricating Nitride Semiconductor Laser Device >>
<Wafer fabrication method>
First, an example of a wafer manufacturing method will be described with reference to the schematic views of the wafer in FIGS. FIG. 1A is a schematic plan view of a wafer, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing the AA cross section of FIG. 1A and 1B also show the crystal orientation of the substrate. 1 and the subsequent drawings also show the crystal orientation of the substrate in the same manner, and the configuration of the wafer, the bar, etc. will be described using this orientation.
本例のウエハ作製方法によると、基板2上に種々の層を積層することによって、図1(a)、(b)に示すような、基板の<1−100>方向と略平行な方向に延びた電流通路部(リッジ部10)が<11−20>方向に対して複数整列した構成のウエハ1が作製される。ここで、パッド電極12はリッジ部10に沿った方向と、リッジ部10と略垂直な方向とにそれぞれ整列している。また、パッド電極12の1つ分が1つの素子構造となり、後述するようにウエハ1をパッド電極12毎に分断することで複数のチップが得られる。
According to the wafer manufacturing method of this example, by laminating various layers on the
また、本例のウエハ作製方法では、それぞれのリッジ部10の両側にリッジ部10と略平行な方向である<1−100>方向に延びた保護部11が形成される。そのため、保護部11は隣接するリッジ部10間に2本ずつ備えられる。
Further, in the wafer manufacturing method of this example, the
また、図1(b)に示すように、この保護部11はリッジ部10と同様に<0001>方向に突出しており、保護部11が突出する高さdpは、リッジ部10上に設けられるパッド電極12が突出する高さdm以上となっている。また、換言すると、パッド電極12は、保護部11の高さdpを超えない高さdmとなっている。
Further, as shown in FIG. 1B, the
次に、ウエハ作製方法の一例について図2〜図4を用いて説明する。図2〜図4は図1と同様の断面を示した模式的な断面図であり、図2及び図4はウエハの作製過程を示したものである。また、図3は活性層を拡大して示した模式的な断面図である。 Next, an example of a wafer manufacturing method will be described with reference to FIGS. 2 to 4 are schematic cross-sectional views showing the same cross section as that in FIG. 1, and FIGS. 2 and 4 show a wafer manufacturing process. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged active layer.
図2(a)に示すように、まず厚さ約400μmのn型GaN基板2の{0001}面上に、n型AlGaNから成るn型クラッド層3を約1.5μm形成し、さらにこのn型クラッド層3の上に活性層4を形成する。このとき活性層4を、図3に示すようにアンドープのInGaNから成る厚さ約3.2nmの井戸層4aと、アンドープのInGaNから成る厚さ約20nmの障壁層4bと、を交互に複数層積層することによって形成した多重量子井戸構造とする。なお、図3の例においては、井戸層4aを三層、障壁層4bを四層積層した場合について示している。
As shown in FIG. 2 (a), an n-
また、この多重量子井戸構造となる活性層4の上に、アンドープのInGaNから成る厚さ約50nmの光ガイド層5を形成し、この光ガイド層5の上にアンドープのAlGaNから成る厚さ約20nmキャップ層6を形成する。なお、図2(a)は、このキャップ層6まで基板2上に積層した状態について示している。
Further, an
そして、図2(a)に示すキャップ層6の上にp型AlGaNから成る厚さ約400nmのp型クラッド層7を形成する。そして、このp型クラッド層7の上にアンドープのInGaNから成る厚さ約3nmのコンタクト層8を形成する。そして、このコンタクト層8の上に、厚さ約1nmのPt層と厚さ約10nmのPd層とから成るp側オーミック電極9を形成し、このp側オーミック電極9の上に厚さ約240nmのSiO2層15を形成する。このように各層を形成し、図2(b)に示すような構造を得る。
Then, a p-
次に、リッジ部10及び保護部11を形成するために、図2(b)に示す積層構造をエッチングする。このとき、幅約1.5μmであるとともに基板の<1−100>方向に延びたストライプ状のフォトレジスト(不図示)を、リッジ部10及び保護部11を形成する予定の部分に形成する。そして、CF4系のガスを用いてRIE法によるエッチングを行なう。すると、フォトレジストを形成した部分のSiO2層15及びオーミック電極9のみが残り、フォトレジストを形成していない部分のSiO2層15及びオーミック電極9は除去される。
Next, in order to form the
また、ここでフォトレジストを除去し、Cl2やSiCl4などの塩素系のガスを用いたRIE法によるエッチングを行なう。このとき、SiO2層15をマスクとして、SiO2層15が無い部分のコンタクト層8及びp型クラッド層7をエッチングする。そして、p型クラッド層7が約80nm残った状態となったときにエッチングを停止し、SiO2層15を除去する。すると、図4(a)に示すような、p型クラッド層7の一部が突出し、そのp型クラッド層7の突出した部分の上にコンタクト層8、オーミック電極9が順に形成されたリッジ部10及び保護部11の基になる突出部を複数備える構造が得られる。
Also, the photoresist is removed here, and etching is performed by RIE using a chlorine-based gas such as Cl 2 or SiCl 4 . At this time, the
次に、図4(a)に示した構造の上に厚さ2.4μmの例えばSiO2から成る絶縁体層を形成する。そして、フォトレジスト16をリッジ部10の基になる部分以外の部分に形成された絶縁体層の上に形成し、図4(b)に示すような構造を得る。この絶縁体層は、リッジ部10から電流が拡がって流れることを防ぐための電流ブロック層14として、また、ウエハからバーに劈開する際にリッジ部10を保護する保護部11として機能する。なお、以下ではこの絶縁体層にSiO2を使用しているものとする。
Next, an insulator layer made of, for example, SiO 2 having a thickness of 2.4 μm is formed on the structure shown in FIG. Then, a photoresist 16 is formed on the insulator layer formed in a portion other than the portion that becomes the basis of the
図4(b)の構造に対して、CF4系のガスを用いたRIE法によるエッチングを行ない、リッジ部10上に形成された絶縁体層を除去する。そして、フォトレジスト16を除去することによって、図4(c)に示すような構造を得る。なお、保護部11とリッジ部10との間の絶縁体層が厚く堆積しすぎている場合は、リッジ部10と保護部11との上部にフォトレジストを形成し、リッジ部10と保護部11との間の絶縁体層をエッチングすることとしても構わない。また、絶縁体層の除去にバッファードフッ酸などのエッチャントを用いることとしても構わない。
The structure shown in FIG. 4B is etched by the RIE method using a CF 4 gas, and the insulator layer formed on the
そして、図4(c)に示す構造の電流ブロック層14で囲まれたリッジ部10の上部を覆うように、Auから成る厚さ2.2μmのパッド電極12を、一続きとなるリッジ部10上に複数形成する。このとき、上述したように、パッド電極12をリッジ部10全体を覆うように形成してしまうと、ウエハからバーへと劈開を行なったときにパッド電極12が共振器端面に回り込んで汚染してしまうおそれがある。そのため、パッド電極12はリッジ部10上に断続的に形成し、パッド電極12が形成されていない部分に対して、後述するような劈開を行なう。
Then, a
また、図4(d)に示す構造に対して、上述したような積層構造が形成される基板2の面と反対側の面に対してラッピング、ポリッシングなどの物理的な研磨を施して基板2を削り、基板2の厚みを100μmまで減少させるとともに研磨面を平坦化する。そして、基板2の研磨面にn側電極13を形成することによって、図1(b)に示すようなウエハ1を得る。
Further, the
なお、以上説明したウエハ作製方法において、各窒化物系半導体層の形成に、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法を用いても構わないし、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法や、HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)法や、その他の方法を用いても構わない。また、電極の形成に、スパッタ法や蒸着などの形成方法を用いることとしても構わなく、蒸着として、電子ビーム蒸着を用いても構わないし、抵抗加熱蒸着を用いても構わない。また、SiO2層の形成に、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法やスパッタ法などの方法を用いても構わない。 In the wafer manufacturing method described above, the MOCVD (Metal Organic Chemical Deposition) method may be used for forming each nitride-based semiconductor layer, and the MBE (Molecular Beam Epitaxy) method or the HVPE (Hydride Vapor Papour) method. (Epitaxial) method and other methods may be used. In addition, a formation method such as sputtering or vapor deposition may be used for forming the electrode, and as the vapor deposition, electron beam vapor deposition may be used, or resistance heating vapor deposition may be used. In addition, a method such as PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) or sputtering may be used to form the SiO 2 layer.
また、図1(a)では簡単のためにウエハ1を四角形のものとして表しているが、結晶方位を確認するためのオリエンテーションフラット面や切り欠き部を含む略円形の基板上に積層構造を形成し、ウエハを作製するものであっても構わない。
Further, in FIG. 1A, the
また、図4(a)では、全ての突出部、即ち、リッジ部10及び保護部11の基になる全ての突出部からSiO2層15を除去することとしたが、保護部11の基になる突出部においては、SiO2層15を除去しないこととしても構わない。
Further, in FIG. 4A, the SiO 2 layer 15 is removed from all the protruding portions, that is, all the protruding portions that are the basis of the
また、このウエハ1の作製方法の例においては、基板の{0001}面に積層構造を形成することとしているが、基板の{11−20}面や{1−100}面に形成することとしても構わない。また、このように積層構造を形成する基板2の面を変更する場合は、リッジ部10及び保護部11を形成する方向や劈開方向を適宜変更することとする。
In the example of the method for manufacturing the
また、上述したウエハ作製方法は一例であり、例えば、各層の厚みを変更したり、リッジ部10の幅を変更したり、パッド電極12の形状を変更したりするなど、適宜変更しても構わない。ただし、保護部11の厚みdpと、パッド電極12の厚みdmとについてはdp≧dmの関係が保たれることが好ましい。
Further, the wafer manufacturing method described above is an example, and may be changed as appropriate, for example, by changing the thickness of each layer, changing the width of the
<ウエハの分断>
次に、得られたウエハ1を劈開及び分割してチップを得るとともに、このチップを用いた窒化物系半導体レーザ素子の作製方法の一例について図5及び図6を用いて説明する。図5は、ウエハ、バー及びチップを示した模式的な平面図であり、図5(a)及び(b)は図1(a)に示したウエハの面と反対側の面について示している。そして、図5(c)は、図1(a)のウエハと同じ側の面、即ち、図5(a)及び(b)に示すウエハ及びバーの面と反対側の面について示したものである。また、図6は、窒化物系半導体レーザ素子の模式的な斜視図である。なお、以下では上述したウエハ作製方法の一例によって得られたウエハを用いる場合について説明する。
<Wafer cutting>
Next, the obtained
まず、図5(a)及び(b)に示すように、基板2の<11−20>方向に沿ってウエハ1を劈開することによってバー17を得る。このとき、上述したようにパッド電極12を避けて劈開を行なう。そして、得られるバー17は、劈開することによって得られる2つの端面({1−100}面)を共振器端面として、素子構造が<11−20>方向に一列に整列する構成となる。
First, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
このとき、図5(a)に示すウエハの面(n側電極13が形成された面)に対して、刃を押し付けるなど負荷を与えることによって劈開を行なう。そのため、作業台などの面と、リッジ部10や保護部11、パッド電極12が備えられたウエハ1の面と、が対向することとなる。
At this time, cleavage is performed by applying a load such as pressing a blade against the wafer surface (the surface on which the n-
そして、上述したようにウエハ1を劈開することによって、図5(b)に示すバー17が得られる。このとき、保護部11がリッジ部10上に設けられたパッド電極12よりも突出しているため、ウエハ1にn側電極13側から負荷を加えて壁開したとしても、保護部11でウエハ1を支持することができる。そのため、リッジ部10が作業台などに接触して損傷することを防ぐことが可能となり、特に、損傷しやすいパッド電極12で覆われていないリッジ部10の部分の損傷をも防ぐことが可能となる。また、パッド電極12が塑性変形して、共振器端面を汚染することを防ぐことができる。
Then, the
なお、この劈開を行なう前に、劈開を行なう予定である線上に直線状または破線状の溝を形成し、劈開が容易に行なわれるように構成しても構わない。また、この溝を、パッド電極12や保護部11が形成されている図5(a)に示す面と反対側の面に形成することとしても構わない。
Before performing this cleavage, a linear or broken line groove may be formed on the line to be cleaved so that the cleavage can be easily performed. In addition, this groove may be formed on the surface opposite to the surface shown in FIG. 5A where the
また、保護部11の材料として、SiO2などの塑性変形が生じにくく硬い絶縁体材料を使用することができるため、塑性変形しやすく軟らかい金属などの材料と比較して、より確実にリッジ部10の損傷やパッド電極12の塑性変形を防いで劈開を行なうことができる。
Further, as the material of the
また、これらの絶縁体はエピタキシャル成長をさせる必要がなく、スパッタなどで高速成膜をすることができるために、容易に保護部11を作製することができる。また、成膜時の温度を低く抑えることができるために、成膜時にウエハ1に与えるダメージを低減させることができる。さらに、埋め込み層14と同時に形成することができるため、工数の増加を防ぐことができる。
Further, since these insulators do not need to be epitaxially grown and can be formed at high speed by sputtering or the like, the
なお、ウエハ1を劈開して得られたバー17の共振器端面に、例えばSiO2やTiO2、Al2O3から成るコーティングを施しても構わない。また、いずれか一方の端面に形成するコーティングを10層程度の多数の層から成るものとして反射率を高くするとともに、いずれか一方の端面に形成するコーティングを1層程度の少数の層から成るものとして反射率を低くしても構わない。これらのコーティングは、光の出射効率を良好なものとする効果と、共振器端面に不純物が付着することを防ぐ効果と、がある。
Note that the resonator end face of the
そして、図5(c)に示すように、得られたバー17を<1−100>方向に沿って分割することでチップ18得る。このとき、1つのチップ18には1つの素子構造が含まれることとなり、このチップ18を用いて、図6に示すような窒化物系半導体レーザ素子20が作製される。なお、チップ18に保護部11が含まれるようにバー17を分割することとしても構わないし、保護部11を含まないようにバー17を分割することとしても構わない。
Then, as shown in FIG. 5C, the
また、バー17からチップ18への分割においても、ウエハ1からバー17への劈開と同様に、分割方向に沿った溝をバー17に形成するとともに、この溝に沿って劈開及び分割を行なうこととしても構わない。また、この溝は実線状であっても破線状であっても構わないし、ウエハ1、バー17のどちらの状態の時に溝を形成しても構わない。さらに、ウエハ1またはバー17のパッド電極12や保護部11が形成される方の面に溝を形成することとしても構わないし、n側電極13が形成される方の面に溝を形成しても構わない。
Also, in the division from the
また、上述したようにウエハ1の劈開やバー17の分割の前に溝を形成する場合は、保護部11を避けて形成することが好ましい。また、バーの分割を行なう線上に保護部11を設けない構成とすることが好ましい。
Further, as described above, when the groove is formed before cleaving the
<チップのマウント>
図6に示すように、窒化物系半導体レーザ素子20は、チップ18がはんだによって電気的に接続及び固定(マウント)されるサブマウント23と、サブマウント23と接続するヒートシンク22と、ヒートシンク22がある面に接続するステム21と、ヒートシンク22が接続するステム21のある面と当該ある面の反対側の面とを貫通するとともにステム21と絶縁されているピン24a、24bと、一方のピン24aとチップ18のパッド電極12とを電気的に接続するワイヤ25aと、他方のピン24bとサブマウント23とを電気的に接続するワイヤ26bと、を備えている。
<Mount chip>
As shown in FIG. 6, the nitride-based
また、窒化物系半導体レーザ素子20の構成をわかりやすく表示するため図示していないが、ヒートシンク22が接続するステム21のある面に接続するとともに、チップ18と、サブマウント23と、ヒートシンク22と、ピン24a、24bのステム21のある面から突出する部分と、ワイヤ25a、25bと、を封止するキャップを備える。
Further, although not shown for easy understanding of the configuration of the nitride-based
そして、この2本のピン24a、24bを介してチップ18に電流が供給されることで発振し、チップ18からレーザ光が出射される。このとき、キャップには出射されるレーザ光に対して透明な物質から成る窓が備えられており、この窓を透過してレーザ光が出射される。
Then, current is supplied to the
なお、図6に示す窒化物系半導体レーザ素子20の構成は一例であり、ヒートシンク22や、サブマウント23、ピン24a、24b、ワイヤ25a、25bやキャップなどの構成について、他の構成であっても構わない。
<<他の実施例>>
以上、本発明における窒化物系半導体レーザ素子の一連の作製方法及び作製される窒化物系半導体レーザ素子の一例について説明したが、以下では上述した保護部11を備える窒化物系半導体レーザ素子の他の実施例について説明する。
The configuration of the nitride-based
<< Other Examples >>
In the above, a series of methods for manufacturing a nitride semiconductor laser element and an example of a nitride semiconductor laser element to be manufactured according to the present invention have been described. In the following, in addition to the nitride semiconductor laser element including the
<第1実施例>
最初に、本発明における保護部11の形成方法の第1実施例について図7を用いて説明する。図7は、図1(a)と同じ平面について示したウエハの平面図である。
<First embodiment>
First, a first embodiment of the method for forming the
図1(a)に示したウエハ1においては、保護部11を、リッジ部10の両側に二本備えることとしており、隣接するリッジ部10の間に二本備えられることとしていたが、本例のウエハ1aでは、リッジ部10の1本おきに保護部11が1本備えられることとしている。即ち、<11−20>方向に沿って、リッジ部10と保護部11とが交互に整列する構成となる。
In the
このように構成することによって、図1(a)に示したウエハ1と同様に、ウエハ1aの劈開時やバーの分割時において、保護部11が作業台などに接してウエハ1aやバーを支持することが可能となり、リッジ部10が作業台などに接触して損傷することや、パッド電極12が塑性変形することを防ぐことができる。さらに、作成される保護部11を少なくすることが可能となるために、保護部11を略垂直に分断するウエハ1aの劈開を、容易に行なうことができるようになる。
With this configuration, like the
<第2実施例>
次に、第2実施例について図8を用いて説明する。図8は、第1実施例について示した図7に相当するウエハの平面図である。この第2実施例は、第1実施例よりも保護部11の<11−20>方向における間隔を広くして、保護部11の本数をより低減させたものである。具体的には、リッジ部10の2本おきに保護部11が1本備えられる構成となっている。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a plan view of a wafer corresponding to FIG. 7 shown for the first embodiment. In the second embodiment, the distance between the
このように構成しても、第1実施例と同様に、ウエハ1aの劈開時やバーの分割時において、保護部11が作業台などに接してウエハ1aやバーを支持することが可能となり、リッジ部10が作業台などに接触して損傷することやパッド電極12の塑性変形を防ぐことができる。さらに、第1実施例よりも作成される保護部11を少なくすることが可能となるために、保護部11を略垂直に分断するウエハ1aの劈開を、さらに容易に行なうことができるようになる。
Even with this configuration, as in the first embodiment, when the
なお、第1実施例におけるはウエハ1aではリッジ部10の1本おきに保護部11を形成し、第2実施例におけるウエハ1bではリッジ部10の2本おきに保護部11を形成することとしたが、保護部11を、リッジ部10の3本おき、4本おき、などで形成しても構わない。
In the first embodiment, the
<第3実施例>
次に、第3実施例について図9を用いて説明する。図9(a)、(b)は、第1実施例について示した図7や、第2実施例について示した図8に相当するウエハの平面図である。この第3実施例におけるウエハ1c、1dは、保護部11を<1−100>方向に沿って断続的に形成している点で、図1(a)に示したウエハ1や、第1実施例における図7のウエハ1aや、第2実施例における図8のウエハ1bと異なる。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIGS. 9A and 9B are plan views of the wafer corresponding to FIG. 7 showing the first embodiment and FIG. 8 showing the second embodiment. The wafers 1c and 1d in the third embodiment are such that the
図9(a)のウエハ1cでは、<11−20>方向については図1と同様に整列している。即ち、隣接するリッジ部10間に保護部11が2本ずつ形成されて整列した構造となっている。ただし、これらの保護部11aは<1−100>方向に対して断続的となっており、保護部11aが途切れている部分と、パッド電極12の<1−100>方向における間と、が<11−20>方向に沿うように、保護部11a及びパッド電極12が配置されている。
In the wafer 1c of FIG. 9A, the <11-20> direction is aligned as in FIG. That is, two
そのため、ウエハ1cは、パッド電極12の間と保護部11aの間とを通った直線で劈開を行うことができる。このとき、保護部11aが途切れる部分で劈開を行なうことができるため、保護部11aを形成したとしても容易に劈開を行うことが可能となる。さらに、劈開を行なうための溝を保護部11aの途切れた部分に形成することが可能となるため、この構成ではウエハ1cを劈開する際に形成する溝の制限を緩和することができる。
Therefore, the wafer 1c can be cleaved with a straight line passing between the
また、第1実施例や第2実施例と同様に、ウエハ1cの劈開時やバーの分割時において、保護部11aが作業台などに接してウエハ1cやバーを支持することが可能となり、リッジ部10が作業台などに接触して損傷することや、パッド電極12が塑性変形することを防ぐことができる。
Similarly to the first and second embodiments, when the wafer 1c is cleaved or when the bar is divided, the
なお、図9(b)に示すように、保護部11aの本数を減少させても構わない。この図9(b)に示すウエハ1dでは、第1実施例と同様に、<11−20>方向に沿ってリッジ部10の1本おきに保護部11aが1本備えられる構成となっている。また、保護部11aを、リッジ部10の2本おき、3本おき、などで形成しても構わない。
In addition, as shown in FIG.9 (b), you may reduce the number of the
また、図9(a)、(b)に示す保護部11aを備えたウエハ1c、1dの構成を得るために、一度途切れのない保護部11を形成した後に、エッチングによって途切れた部分を形成することとしても構わない。具体的には、図4(b)におけるフォトレジスト16を、保護部11の途切れた部分を形成したい部分に形成しないこととすれば、エッチングによって途切れた部分を容易に形成することができる。
In addition, in order to obtain the configuration of the wafers 1c and 1d provided with the
本発明は、窒化物系半導体レーザ素子及びその作製方法及びに関するものであり、特に、窒化物系半導体基板上に窒化物系半導体を積層することによって作製される半導体レーザ素子やその作製方法に適用すると好適である。 The present invention relates to a nitride-based semiconductor laser device and a manufacturing method thereof, and particularly to a semiconductor laser device manufactured by stacking a nitride-based semiconductor on a nitride-based semiconductor substrate and a manufacturing method thereof. It is preferable.
1 ウエハ
2、2a 基板
2b ストライプコア
2c 他の領域
3 n型クラッド層
4 活性層
4a 井戸層
4b 障壁層
5 光ガイド層
6 キャップ層
7 p型クラッド層
8 コンタクト層
9 p側オーミック電極
10 リッジ部
11 保護部
12 パッド電極
13 n側電極
14 電流ブロック層
15 SiO2層
16 フォトレジスト
17 バー
18 チップ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第一工程の後に、前記積層構造上に絶縁体から成る層を積層し、一部の突出部上に形成される前記絶縁体を除去することでリッジ部を形成するとともに、他の突出部上に形成される前記絶縁体を保護部とする第二工程と、
前記第二工程の後に、前記リッジ部上に前記所定の方向に沿って前記保護部の突出する高さを超えない第一電極を断続的に形成するとともに、前記基板の前記第一主面の反対側の面である第二主面に第二電極を形成してウエハを得る第三工程と、
前記第三工程の後に、前記ウエハの前記第二電極側に負荷をかけて当該ウエハを分断し、チップを得る第四工程と、
を備えることを特徴とする窒化物系半導体レーザ素子の作製方法。 Forming a stacked structure including a plurality of protrusions extending in a predetermined direction and protruding in a direction substantially perpendicular to the first main surface of the substrate on the first main surface of the substrate; and
After the first step, a layer made of an insulator is stacked on the stacked structure, and the ridge portion is formed by removing the insulator formed on a part of the protrusions, and the other protrusions A second step using the insulator formed thereon as a protective part;
After the second step, the first electrode is intermittently formed on the ridge portion so as not to exceed the protruding height of the protection portion along the predetermined direction, and the first main surface of the substrate is formed. A third step of obtaining a wafer by forming a second electrode on the second main surface which is the opposite surface;
After the third step, a fourth step of obtaining a chip by applying a load to the second electrode side of the wafer and dividing the wafer,
A method for producing a nitride-based semiconductor laser device, comprising:
前記第五工程の後に、前記溝に沿ってウエハを分断する第六工程と、を備えることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の窒化物系半導体レーザ素子の作製方法。 The fourth step includes a fifth step of forming a groove in a portion where the protective portion is not formed;
A method for producing a nitride-based semiconductor laser device according to claim 1, further comprising a sixth step of dividing the wafer along the groove after the fifth step. .
前記リッジ部上に、前記所定の方向に沿って断続的に形成される第一電極と、
前記積層構造上に形成され、前記基板の前記第一主面と略垂直な方向に突出するとともに前記第一電極以上の高さとなる絶縁体から成る保護部と、
を備える窒化物系半導体チップを備えることを特徴とする窒化物系半導体レーザ素子。 A laminated structure including a ridge formed on the first main surface of the substrate and extending in a predetermined direction and protruding in a direction substantially perpendicular to the first main surface of the substrate;
A first electrode intermittently formed on the ridge portion along the predetermined direction;
A protective portion made of an insulator formed on the laminated structure, protruding in a direction substantially perpendicular to the first main surface of the substrate and having a height higher than the first electrode;
A nitride semiconductor laser device comprising: a nitride semiconductor chip comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007163304A JP2009004524A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Nitride-based semiconductor laser element and manufacturing method of nitride-based semiconductor laser element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007163304A JP2009004524A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Nitride-based semiconductor laser element and manufacturing method of nitride-based semiconductor laser element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009004524A true JP2009004524A (en) | 2009-01-08 |
Family
ID=40320596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007163304A Pending JP2009004524A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Nitride-based semiconductor laser element and manufacturing method of nitride-based semiconductor laser element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009004524A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010267795A (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method of manufacturing semiconductor laser element |
JP2012124273A (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Rohm Co Ltd | Semiconductor laser element |
JP2012124274A (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Rohm Co Ltd | Semiconductor laser element and method of manufacturing the same |
JP2012252290A (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Japan Oclaro Inc | Optical element, modulator module including optical element, laser integrated modulator module including optical element, and method for manufacturing optical element |
JP2015041730A (en) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | Semiconductor laser element and semiconductor laser device |
WO2023145562A1 (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 | Semiconductor laser element and method for producing semiconductor laser element |
-
2007
- 2007-06-21 JP JP2007163304A patent/JP2009004524A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010267795A (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method of manufacturing semiconductor laser element |
JP2012124273A (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Rohm Co Ltd | Semiconductor laser element |
JP2012124274A (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Rohm Co Ltd | Semiconductor laser element and method of manufacturing the same |
JP2012252290A (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Japan Oclaro Inc | Optical element, modulator module including optical element, laser integrated modulator module including optical element, and method for manufacturing optical element |
US9110315B2 (en) | 2011-06-07 | 2015-08-18 | Oclaro Japan, Inc. | Optical device, modulator module, and method for manufacturing the optical device |
JP2015041730A (en) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | Semiconductor laser element and semiconductor laser device |
US9231374B2 (en) | 2013-08-23 | 2016-01-05 | Ushio Opto Semiconductors, Inc. | Multi-beam semiconductor laser device |
WO2023145562A1 (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 | Semiconductor laser element and method for producing semiconductor laser element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11508620B2 (en) | Method of removing a substrate with a cleaving technique | |
JP4169821B2 (en) | Light emitting diode | |
JP4126749B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2015154074A (en) | Method for manufacturing gallium and nitrogen bearing laser devices with improved usage of substrate material | |
KR101375433B1 (en) | Method for manufacturing nitride semiconductor laser device and nitride semiconductor laser device | |
JP2009283912A (en) | Nitride-based semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2008252069A (en) | Method for fabricating semiconductor laser element, and the semiconductor laser element | |
JP4901477B2 (en) | Nitride compound semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20220181210A1 (en) | Method for removing a bar of one or more devices using supporting plates | |
JP2020519026A (en) | How to remove the substrate | |
US7885304B2 (en) | Nitride-based semiconductor laser device and method of manufacturing the same | |
JP2009004524A (en) | Nitride-based semiconductor laser element and manufacturing method of nitride-based semiconductor laser element | |
US8368111B2 (en) | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing thereof | |
US7183585B2 (en) | Semiconductor device and a method for the manufacture thereof | |
US20110013659A1 (en) | Semiconductor laser device and method of manufacturing the same | |
JP2002026443A (en) | Nitride-based semiconductor element and its manufacturing method | |
JP6912478B2 (en) | Semiconductor light emitting element and manufacturing method of semiconductor light emitting element | |
JP2006165407A (en) | Nitride semiconductor laser device | |
US20220123166A1 (en) | Method for removal of devices using a trench | |
JP2007184644A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing same | |
JP4890509B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor light emitting device | |
JP2009088270A (en) | Semiconductor element manufacturing method | |
JP4623799B2 (en) | Semiconductor light emitting device manufacturing method and semiconductor laser | |
JP4964027B2 (en) | Nitride semiconductor laser device fabrication method | |
CN107735870B (en) | Light emitting module and method for manufacturing light emitting module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100125 |