JP2011249401A - 半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】歩留まりの低下を招くことなく複数の発光領域を有する半導体レーザ装置を容易に製造する方法を提供すること。
【解決手段】半導体レーザバー１ａを形成する工程と、表面Ｓ３の表面にスクライブ溝５ａを形成する工程と、スクライブ溝５ａが形成された半導体レーザバー１ｂをサブマウント１１上に搭載する工程と、複数の半導体レーザ１を、スクライブ溝５ａに沿って半導体レーザバー１ｂから分離する工程とを備える。表面Ｓ３は、サブマウント１１の長手方向に沿って延びておりスクライブ溝５ａの形成されない領域１３を有する。スクライブ溝５ａが形成されない領域１３を設けることによって半導体レーザ１ｂの機械的強度が向上される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザ装置の製造方法に関する。

特許文献１には、半導体基板上に複数のレーザ発光領域を有する多層成長層を形成した半導体レーザ装置及びその製造方法が開示されている。特許文献１には、まず、発光領域間に半導体基板の深部にまで至る分割溝を形成し、次に半導体レーザアレイを線膨張率の異なるベース材上に接合したときに発生する熱応力や接合後に発生させる反りを利用して分割溝先端部から亀裂を進展させて分割することによって、半導体レーザアレイが受ける大きな熱応力を低減し、従来必要であった応力緩和材を排除し、更に、半導体レーザアレイの破損を回避するための半導体レーザアレイの製造方法が開示されている。

特開平１１−２２０２０４号公報

特許文献１の製造方法において、発光領域間に半導体基板の深部にまで至るように形成された分割溝は、発光領域の両端のそれぞれ形成されている半導体基板の一の側面から他の側面まで連続して形成される。このように、分割溝が、一の側面から他の側面まで連続して形成されている場合、この分割溝によって半導体基板の機械的強度は低くなる。半導体基板には複数の分割溝が形成されているので、半導体基板の機械的強度は、分割溝の数に応じてさらに低減される。従って、半導体基板をベース材に実装する前に、半導体基板がこの分割溝を境に分離されるおそれがあり、歩留まりが低下する。また、半導体基板の取り扱いは、ベース材への実装前において特に困難となり、作業性の低下をも招く。そこで、本発明の目的は、歩留まりの低下を招くことなく複数の発光領域を有する半導体レーザ装置を容易に製造する方法を提供することである。

本発明に係る半導体レーザを製造する製造方法は、基板と、複数の発光領域を含む上記基板上の半導体積層部と、を有する半導体レーザバーから、複数の半導体レーザを有する半導体レーザ装置を製造する製造方法であって、上記半導体レーザバーを形成する工程と、上記基板の表面にスクライブ溝を形成する工程と、上記半導体レーザバーを上記サブマウント上に搭載する工程と、上記複数の半導体レーザを、上記スクライブ溝に沿って上記半導体レーザバーから分離する工程と、を備え、上記半導体レーザバーを上記サブマウント上に搭載する工程では、上記半導体積層部が上記基板と上記サブマウントとの間に配置されるように上記半導体レーザバーを上記サブマウント上に搭載し、上記発光領域は、上記半導体積層部の側面と交差する方向に延びており、上記スクライブ溝は、上記発光領域と並行して延びていると共に、上記表面側からみて、隣接している二つの上記発光領域の間にあり、上記表面は、上記側面に沿って延びており上記スクライブ溝の形成されない領域を有する、ことを特徴とする。

このように、基板の表面は、半導体積層部の側面に沿って延びておりスクライブ溝の形成されない領域を有するので、スクライブ溝の形成後の半導体レーザバーの機械的強度は、基板の表面にこのような領域が設けられておらず表面の一端から他端に至るまで連続した形状でスクライブ溝が形成されている半導体レーザバーに比較して、向上される。半導体レーザバーの機械的強度が向上されることにより、半導体レーザバーを用いて製造される半導体レーザ装置の歩留まりが向上される。

本発明に係る半導体レーザを製造する製造方法では、上記スクライブ溝の形成されない領域の幅は、上記半導体レーザバーの厚みよりも小さい、とすることができる。このように、スクライブ溝の形成されない領域の幅は半導体レーザバーの厚みよりも小さいので、スクライブ溝の形成されていない領域を確保しつつ十分に長いスクライブ溝を形成できる。従って、半導体レーザバーの機械的強度が十分に確保できるとともにスクライブ溝に沿った半導体レーザの分離も良好に行える。

本発明に係る半導体レーザを製造する製造方法では、上記表面は、上記側面に沿って延びている端部を有し、上記スクライブ溝の形成されない領域は、上記端部を含んでいる、とすることができるし、又は、上記表面は、上記側面に沿って延びている端部を有し、上記スクライブ溝の形成されない領域は、上記端部よりも内側において延在している、ことができる。このように、スクライブ溝が形成されない領域は、基板の表面の端部を含むように設けてもよいし、基板の表面の端部を含まないように設けてもよい。

本発明によれば、歩留まりの低下を招くことなく複数の発光領域を有する半導体レーザ装置を容易に製造できる。

図１は、実施形態に係る半導体レーザ装置の構成を示す図である。 図２は、実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図３は、実施形態に係る半導体レーザ装置の製造に用いる半導体レーザバーの構成を示す図である。 図４は、実施形態に係る半導体レーザバーの断面構成を示す図である。 図５は、実施形態に係る半導体レーザバーに形成されるスクライブ溝の構成を示す図である。 図６は、実施形態に係る半導体レーザバーがサブマウントに搭載される様子を示す図である。 図７は、実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法によって、半導体レーザの反りが低減された様子を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、本実施形態に係る半導体レーザ装置３０の概観を示す図である。半導体レーザ装置３０は、複数の半導体レーザ１と、サブマウント１１とを備える。

半導体レーザ１は、サブマウント１１の表面１１ａ上に設けられている。隣接する二つの半導体レーザ１は、境界面５を介して、隣接している。複数の半導体レーザ１は、サブマウント１１の表面１１ａ上において境界面５に交差する向きに並んで配置されている。半導体レーザ１は、境界面５に交差して延びている側面Ｓ１を有する。半導体レーザ１は、側面Ｓ１の反対側にある他の側面を有し、この側面も境界面５に交差して延びている（側面Ｓ１に並行に延びている）。半導体レーザ１は、基板３と半導体積層部７とを有する。

半導体積層部７は、基板３上に複数の半導体層を成長させ積層することで形成されている。図１に示す半導体レーザ１の半導体積層部７は、二つのメサ部Ｍ１を有する。この半導体積層部７が有するメサ部Ｍ１の数は、一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。半導体積層部７のメサ部Ｍ１の表面には図示しない電極が形成され、半田部９を介してサブマウント１１上に設けられている。半田部９は、半導体積層部７のメサ部Ｍ１表面の電極とサブマウント１１の表面１１ａとの間に設けられている。半導体積層部７のメサ部Ｍ１の間には、凹部が形成されており、半田部９はメサ部Ｍ１間の領域（凹部）上には設けられていない。半導体レーザ１の複数のメサ部Ｍ１は、それぞれ発光領域Ｍ２を有する。各発光領域Ｍ２は、境界面５と並行に延びている。

半導体積層部７は、複数のメサ部Ｍ１の並ぶ方向に沿って、対向する２つの側面（端面）を有し、一方の側面Ｓ１（端面）には発光領域Ｍ２から放出される光の一部を反射し残りを透過する反射膜が形成され、一方の側面Ｓ１に対向する他方の側面（端面）には発光領域Ｍ２から放出される光に対して一方の側面Ｓ１に形成された反射膜より高い反射率を有する反射膜が形成されている。半導体積層部７の一方の側面、及びそれに対向する他方の側面にそれぞれ形成された反射膜が共振器を構成することにより、発光領域Ｍ２で発生した光が側面Ｓ１と対向する側面との間で繰返し反射され、発光領域Ｍ２内部でレーザ増幅されて一方の側面（端面）Ｓ１からレーザ光が放出される。従って発光領域Ｍ２は、半導体積層部７内にあって、側面Ｓ１に交差する方向（サブマウント１１の長手方向に交差する方向）に延びているということができる。また、発光領域Ｍ２は、側面Ｓ１から側面Ｓ１の反対側（対向する側）にある半導体レーザ１の他の側面まで延びている。発光領域Ｍ２の発光点は、側面Ｓ１に形成されている。この発光点は発光領域Ｍ２の一の端部であり、レーザ光はこの発光点から出射される。なお、上記説明では、側面Ｓ１に対向する側の他方の側面には発光領域Ｍ２から放出される光に対して一方の側面Ｓ１に形成された反射膜より高い反射率を有する反射膜が形成されているとしたが、対向する２つの側面に同反射率を持つ反射膜を形成する場合もある。

基準線Ｋ１は、側面Ｓ１と、側面Ｓ１の反対側（対向する側）にある半導体レーザ１の他の側面とに交差する方向に延びており、境界面５に並行に延びている。また、基準線Ｋ１は、境界面５に重なっており、隣接する二つの半導体レーザ１のそれぞれの基板３の表面間に位置しているものとする。複数の半導体レーザ１は、サブマウント１１の表面１１ａ上において基準線Ｋ１に交差する向きに並んでいるということができる。また発光領域Ｍ２は、基準線Ｋ１に並行に延びているということができる。

半導体レーザ１の長さＬ１（側面Ｓ１から、側面Ｓ１の反対側（対向する側）にある半導体レーザ１の他の側面までの長さ）は、例えば９５０μｍ以上１０５０μｍ以下であり、１０００μｍ程度であることができる。長さＬ１は、共振器長（発光領域Ｍ２の長さ）に対応する。また半導体レーザ１の厚みＬ２は、例えば、１３０μｍ以上１５０μｍ以下である。具体的には１４０μｍ程度の基板３上に、数μｍ程度で半導体積層部７が積層されているので、厚みＬ２は、概ね１４０μｍに数μｍを加えた程度の値であることができる。半導体レーザ１の隣接する二つのメサ部Ｍ１間の長さＬ３は、例えば４０μｍ以上６０μｍ以下であり、５０μｍ程度であることができる。長さＬ３は、隣接する二つのメサ部Ｍ１間に設けられている凹部（以下、単に凹部という）の幅であるということができる。半導体レーザ１の幅Ｌ４は、例えば４５０μｍ以上５５０μｍ以下であり、５００μｍ程度であることができる。幅Ｌ４は、隣接する二つの境界面５間の長さである。隣接する二つの凹部間の長さＬ５は、例えば２４０μｍ以上２６０μｍ以下であり、２５０μｍ程度であることができる。長さＬ５は、幅Ｌ４が略二等分された値となる。

基板３及び半導体積層部７は、例えばＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）を含む化合物半導体の材料からなる。ＧａＡｓは、６．０×１０^−６／Ｋ程度の熱膨張率を有することが知られている。半田部９は、例えばＡｕ／Ｓｎ（金と錫を含む合金）であるが、Ｉｎ（インジウム）であることもできる。Ａｕ／Ｓｎは、摂氏２８０度程度の融点を有し、Ｉｎは、摂氏１５６度程度の融点を有することが知られている。サブマウント１１は、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）を材料に含むが、ＡｌＮに替えて、Ｃｕ（銅）、ＣｕＷ（銅タングステン）の何れかを材料に含むことができる。ＡｌＮは、４．５×１０^−６／Ｋ程度の熱膨張率を有し、Ｃｕは、１７×１０^−６／Ｋ程度の熱膨張率を有し、ＣｕＷは、６．５×１０^−６／Ｋ程度の熱膨張率を有することが、知られている。

次に、図２〜図５を参照して、半導体レーザ装置３０の製造方法について説明する。図２は、半導体レーザ装置３０の製造方法を説明するためのフローチャートである。まず、図３（Ａ）に示す半導体レーザバー１ａを形成する（ステップＦ１）。半導体レーザバー１ａは、例えばＧａＡｓを含む化合物半導体からなるウエハ(基板)上に、ＧａＡｓを含んでおり組成の異なる複数の半導体層を順に成長させ積層して半導体積層部を形成し、半導体積層部の予定する発光領域の間をエッチング除去することで、半導体積層部の複数のメサ部を形成する。このとき、ウエハには多数のメサ部がストライプ状に配列された状態である。その後、メサ部の長さ（Ｌ１）が所定の共振器長となるように、ウエハ（基板）及び半導体積層部を劈開する。ウエハから劈開された対向する劈開面（側面）の一方側に発光領域から放出される光の一部を透過し一部を反射する反射膜が形成され、一方の劈開面（側面）に対向する他方の劈開面（側面）には発光領域から放出される光に対して一方の側面Ｓ２に形成された反射膜より高い反射率を有する反射膜が形成される。従って、半導体レーザバー１ａは、半導体積層部の複数のメサ部が凹部を挟んで一次元状に配列され、対向する劈開面に発光領域からの光に対して反射率の異なる反射膜がそれぞれ形成された構成である。例えば１つの半導体レーザバーが４０個のメサ部を有する場合は、半導体レーザバーの長手方向の長さは１ｃｍ程度であり、共振器長が１０００μｍであるとすると、サイズは１０ｍｍ×１ｍｍ程度となる。

ここで、図３（Ａ）を参照して説明する。半導体レーザバー１ａから半導体レーザ１が得られる。上述のように半導体レーザバー１ａは、基板３ａと半導体積層部７ａとを有する。半導体積層部７ａは基板３ａ上に複数の半導体層を成長させ積層することで設けられている。基板３ａから基板３が得られる。基板３は、後述するように、基板３ａがスクライブされた後、サブマウント上に搭載され、半田部を加熱溶融し、冷却硬化して固定される過程に分離されて得られる。基板３ａの材料は基板３の材料と同一である。半導体積層部７ａから半導体積層部７が得られる。半導体積層部７は、後述するように、半導体積層部７ａから分離されて得られる。半導体積層部７ａの材料は半導体積層部７の材料と同一である。半導体積層部７ａは基板３ａ上に形成されている。側面Ｓ２に対向する側の他方の側面には発光領域Ｍ２から放出される光に対して側面Ｓ２に形成された反射膜より高い反射率を有する反射膜が形成される。但し、この対向する２つの側面に同反射率を持つ反射膜を形成する場合もある。

半導体レーザバー１ａは、複数のメサ部Ｍ１が形成されており、メサ部Ｍ１は、発光領域Ｍ２を含んでいる。複数のメサ部Ｍ１の各々は、複数のメサ部Ｍ１の並ぶ方向に沿って、対向する２つの側面（端面）を有し、一方の側面Ｓ２（端面）には発光領域Ｍ２から放出される光の一部を反射し残りを透過する反射膜が形成され、一方の側面Ｓ２に対向する他方の側面（端面）には発光領域Ｍ２から放出される光に対して一方の側面Ｓ２に形成された反射膜より高い反射率を有する反射膜が形成されている。半導体積層部７ａの一方の側面、及びそれに対向する他方の側面にそれぞれ形成された反射膜が共振器を構成することにより、発光領域Ｍ２で発生した光が側面Ｓ２と対向する側面との間で繰返し反射され、発光領域Ｍ２内部でレーザ増幅されて一方の側面（端面）Ｓ２からレーザ光が放出される。なお上記説明では、他方の側面には発光領域Ｍ２から放出される光に対して一方の側面Ｓ２に形成された反射膜より高い反射率を有する反射膜が形成されているとしたが、対向する２つの側面に同反射率を持つ反射膜を形成する場合もある。発光領域Ｍ２の発光点は、半導体レーザバー１ａの側面Ｓ２に形成されている。側面Ｓ２は、発光領域Ｍ２の延びる方向（メサ部Ｍ１の延びる方向ということもできる）と交差する方向に延びている。

半導体レーザ１の長さＬ１は、半導体レーザバー１ａの対応する長さと同一であり、半導体レーザ１の厚みＬ２は、半導体レーザバー１ａの対応する厚みと同一であり、半導体レーザ１の長さＬ３は、半導体レーザバー１ａの対応する幅と同一であり、半導体レーザ１の長さＬ５は、半導体レーザバー１ａの対応する幅と同一である。

図２に戻って説明する。ステップＦ１の後、基板３ａの表面Ｓ３にスクライブ溝５ａを形成する（ステップＦ２）。ここで、図３（Ｂ）を参照して説明する。スクライブ溝５ａが形成された基板３ａを基板３ｂという。基板３ａの表面Ｓ３は、基板３ｂの場合も同様に表面Ｓ３という。基板３ｂ及び半導体積層部７ａを有する半導体レーザバー１ａを半導体レーザバー１ｂという。スクライブ溝５ａは、表面Ｓ３に形成される。スクライブ溝５ａは、スクライブ装置によるスクライブ（具体的には、例えば、ダイヤモンド刃等によるケガキ）によって形成される溝である。スクライブ装置を用いれば、スクライブ長さなどの設定値の変更が可能となり、スクライブ圧を調整することによってスクライブ溝の下（半導体レーザバー１ｂの内部）に生じる応力やクラックの調整が可能となる。スクライブ溝は、スクライブ装置を利用したドライカットによって形成され、よって、スクライブの形成箇所の調整・変更が容易である。

スクライブ溝５ａは、発光領域Ｍ２の延びる方向に（発光領域Ｍ２と並行に）延びている。発光領域Ｍ２は、側面Ｓ２と交差する方向に延びている。スクライブ溝５ａは、メサ部Ｍ１の延びる方向に延びているということもできる。スクライブ溝５ａは、表面Ｓ３側からみて、隣接している二つの発光領域Ｍ２の間にある。また、スクライブ溝５ａは、表面Ｓ３側からみて、隣接している二つのメサ部Ｍ１の間にあるということもできる。スクライブ溝５ａは、凹部（隣接する二つのメサ部Ｍ１間に設けられている凹部）上であって隣接する二つのメサ部Ｍ１の略中央に形成される。隣接する二つのスクライブ溝５ａ間の長さは、幅Ｌ４と同一である。例えば、半導体レーザ１の長さＬ１が１０００μｍ程度である場合、スクライブ溝５ａの長さＬ６は、例えば８５０μｍ以上９５０μｍ以下であり、９００μｍ程度であることができる。

ここで、図４及び図５を参照してスクライブ溝５ａの形状について詳細に説明する。スクライブ溝５ａの断面形状の一例を図４に示す。図４は、図３（Ｂ）に示すＩＩ−ＩＩ線に沿ってとられた半導体レーザバー１ｂの断面図である。図中符号Ｃ１に示す領域に、スクライブ溝５ａの断面形状の具体例を示す。スクライブ溝５ａの断面形状は、例えば、ほぼ三角形状となっており、二つの側壁５１ａ及び側壁５１ｂによって構成されている。この三角形状の三辺のうち二辺は、それぞれ側壁５１ａ及び側壁５１ｂに対応し、三角形状の残りの一辺は、スクライブ溝５ａの開口部に対応している。スクライブ溝５ａの開口部の幅Ｌ７は、例えば１．８μｍ以上２．２μｍ以下であり、２．０μｍであることができる。スクライブ溝５ａの深さＬ８は、例えば０．８μｍ以上１．２μｍ以下であり、１．０μｍであることができる。なお、スクライブ溝５ａの断面形状は、図４に示すものに限らず、例えば、半円形状であることができるし、又は、矩形形状であることができる。また、スクライブ溝５ａの開口部の溝幅Ｌ７、及びスクライブ溝５ａの深さＬ８については、ダイヤモンド刃の幅の選択やスクライブ圧を調整することによって調整が可能である。

図５（Ａ）は、スクライブ溝５ａの形成された基板３ｂの表面Ｓ３を示す図である。基板３ｂの表面Ｓ３は、側面Ｓ２に沿って延びておりスクライブ溝５ａの形成されない二つの領域１３を有する。また、表面Ｓ３は、側面Ｓ２に沿って延びており互いに対向する二つの端部Ｐ１を有する。領域１３は、端部Ｐ１に沿って延びているということができる。一方の端部Ｐ１側に一の領域１３が形成され、他方の端部Ｐ１側にもう一つの領域１３が形成されている。領域１３は、端部Ｐ１を含む。領域１３は、端部Ｐ１（又は側面Ｓ２）と交差する方向（又は、基準線Ｋ１の延びている方向）に幅Ｌ９を有する。スクライブ溝５ａは、基板３ｂの表面Ｓ３から二つの領域１３を除いた部分に形成されている。すなわち、スクライブ溝５ａは、端部Ｐ１から幅Ｌ９だけ離れた箇所から基準線Ｋ１と重なって延びている。スクライブ溝５ａは、一方の領域１３から他方の領域１３に至るまで連続した形状で形成される。そして、基板３ｂの表面Ｓ３のうちスクライブ溝５ａを挟む二つの領域１３のそれぞれの幅Ｌ９の合計（表面Ｓ３のうちスクライブ溝５ａが形成されていない領域（スクライブ溝５ａを挟む二つの領域１３からなる領域）の幅であり、以下、単に、幅Ｌ９の合計、という）の下限は、１μｍである。幅Ｌ９の合計の上限は、半導体レーザバー１ｂの厚みＬ２を２倍した値、若しくは、長さＬ１の１／３の値、の何れか大きい値であるとすることができる。なお好ましくは、幅Ｌ９の合計は、半導体レーザバー１ｂの厚みＬ２よりも小さい値であることが望ましい。具体的には、幅Ｌ９は、例えば５０μｍ程度であることができるが、スクライブ溝５ａの長さＬ６と、二つの領域１３の幅（幅Ｌ９の二倍の値）との合計は、長さＬ１となる。このような幅Ｌ９の領域１３を有する半導体レーザバー１ｂの機械的強度は十分に向上されることができる。

スクライブ溝５ａが形成されない領域１３が設けられていることにより、スクライブ溝５ａの形成後の半導体レーザバー１ｂの機械的強度は、領域１３を設けずに一方の端部Ｐ１からこの端部Ｐ１の反対側にある他方の端部Ｐ１に至るまで連続した形状でスクライブ溝が形成される半導体レーザバーに比較して向上される。半導体レーザバー１ｂの機械的強度が向上されることにより、半導体レーザバー１ｂを用いて製造される半導体レーザ装置３０の歩留まりが向上される。更に、半導体レーザバー１ｂの機械的強度が向上されることにより、半導体レーザバー１ｂの取り扱いも容易となり、作業性が向上される。

なお、スクライブ溝５ａに替えて、図５（Ｂ）に示すスクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃが基板３ｂの表面Ｓ３に形成されている構成とすることができる。スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃは、基板３ｂの表面Ｓ３に形成されている。スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃは、スクライブ装置によるスクライブ（具体的には、例えばダイヤモンド刃等によるケガキ）によって形成される溝である。スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃは、発光領域Ｍ２の延びる方向に（発光領域Ｍ２と並行に）延びている。スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃは、メサ部Ｍ１の延びる方向に延びているということもできる。スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃは、表面Ｓ３側からみて、隣接している二つの発光領域Ｍ２の間にある。また、スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃは、表面Ｓ３側からみて、隣接している二つのメサ部Ｍ１の間にあるということもできる。一の基準線Ｋ１には、一のスクライブ溝５ｂと二つのスクライブ溝５ｃとが重なっている。一の基準線Ｋ１に重なっている一のスクライブ溝５ｂと二つのスクライブ溝５ｃとは、凹部（隣接する二つのメサ部Ｍ１間に設けられている凹部）上であって隣接する二つのメサ部Ｍ１の間の略中央に形成される。隣接する二つのスクライブ溝（それぞれのスクライブ溝は、一の基準線Ｋ１に重なっている一のスクライブ溝５ｂと二つのスクライブ溝５ｃとからなる）間の長さは、幅Ｌ４と同一である。

基板３ｂの表面Ｓ３は、側面Ｓ２に沿って延びておりスクライブ溝（スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃ）の形成されない二つの領域１５を有する。領域１５は、領域１３と同様の形状であり、端部Ｐ１に沿って延びているということができる。一方の端部Ｐ１側に一の領域１５が形成され、他方の端部Ｐ１側にもう一つの領域１５が形成される。領域１５は、端部Ｐ１を含まず、端部Ｐ１よりも内側において延在している。領域１５は、端部Ｐ１（又は側面Ｓ２）と交差する方向（又は、基準線Ｋ１の延びている方向）に幅Ｌ１１を有する。スクライブ溝５ｂとスクライブ溝５ｃとは、表面Ｓ３から二つの領域１５を除いた部分に形成される。スクライブ溝５ｂは、一方の領域１５から他方の領域１５に至るまで連続した形状で形成される。スクライブ溝５ｃは、端部Ｐ１からこの端部Ｐ１に最も近い領域１５に至るまで連続した形状で形成される。また、スクライブ溝５ｃは端部Ｐ１を含む場合も考えられる。端部Ｐ１のエッジにおいてスクライブ溝５ｃの形成時にカケの発生が十分抑制されれば、スクライブ溝５ｃがＰ１を含むことがある。

そして、基板３ｂの表面Ｓ３のうちスクライブ溝５ｂを挟む二つの領域１５のそれぞれの幅Ｌ１１の合計（表面Ｓ３のうちスクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃが形成されていない領域（スクライブ溝５ｂを挟む二つの領域１５からなる領域）の幅であり、以下、単に、幅Ｌ１１の合計、という）の下限は、１μｍである。幅Ｌ１１の合計の上限は、半導体レーザバー１ｂの厚みＬ２を２倍した値、若しくは、長さＬ１の１／３の値、の何れか大きい値であるとすることができる。なお好ましくは幅Ｌ１１の合計は、半導体レーザバー１ｂの厚みＬ２よりも小さい値であることが望ましい。具体的には、幅Ｌ１１は、例えば５０μｍ程度であることができ、更に、スクライブ溝５ｂの長さＬ１０と、二つのスクライブ溝５ｃの長さ（長さＬ１２の二倍の値）との合計は、例えば８５０μｍ以上９５０μｍ以下であり９００μｍ程度であることができるが、基準線Ｋ１と重なっている一のスクライブ溝５ｂの長さＬ１０と、この基準線Ｋ１と重なっている二つのスクライブ溝５ｃの長さ（長さＬ１２の二倍の値）と、二つの領域１５の幅（幅Ｌ１１の二倍の値）との合計は、長さＬ１となる。このような幅Ｌ１１の領域１５を有する半導体レーザバー１ｂの機械的強度は十分に向上されることができる。

スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃが形成されない領域１５が設けられていることにより、スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃの形成後の半導体レーザバー１ｂの機械的強度は、領域１５を設けずに一方の端部Ｐ１からこの端部Ｐ１の反対側にある他方の端部Ｐ１に至るまで連続した形状でスクライブ溝が形成される半導体レーザバーに比較して向上される。半導体レーザバー１ｂの機械的強度が向上されることにより、半導体レーザバー１ｂを用いて製造される半導体レーザ装置３０の歩留まりが向上される。更に、半導体レーザバー１ｂの機械的強度が向上されることにより、半導体レーザバー１ｂの取り扱いも容易となり、作業性が向上される。また、スクライブ溝が形成されない領域は、領域１３のように基板３ｂの表面Ｓ３の端部Ｐ１を含むように設けてもよいし、領域１５のように、基板３ｂの表面Ｓ３の端部Ｐ１を含まないように設けてもよいし、端部Ｐ１を含む場合も考えられる。端部Ｐ１のエッジがスクライブ溝形成時にカケが無ければ、Ｐ１を含むことがある。

図２に戻って説明する。ステップＦ２の後、半導体レーザバー１ｂを、サブマウント１１に搭載する（ステップＦ３）。半導体レーザバー１ｂの半導体積層部７ａの頂部には図示しない電極が形成されており、半導体積層部７ａの頂部の電極側がサブマウント１１に向けられて、半導体積層部７ａがサブマウント１１上に搭載される。この場合、半導体積層部７ａが基板３ｂとサブマウント１１との間に配置されるように、半導体レーザバー１ｂがサブマウント１１上に搭載される。サブマウント１１の表面１１ａには、複数の半田部９ａが形成される。半田部９ａは、メサ部Ｍ１と表面１１ａとによって挟まれる領域のみに形成される。これによって、以降の工程において半田部９ａの半田材が凹部に入り込むことがない。また、サブマウント１１上に半田部９ａを一面に形成することもある。例えば半導体レーザバー１ｂの半導体積層部７ａには電極が形成されているが、凹部に絶縁膜を形成することで、半田部９ａを一面に形成することもある。

図６には、半導体レーザバー１ｂがサブマウント１１に搭載される様子が示されている。半導体レーザバー１ｂが図中符号Ｋ２に示す方向にサブマウント１１に向けて移動され、半導体レーザバー１ｂがサブマウント１１上に半田部９ａを介して搭載される。半導体レーザバー１ｂをサブマウント１１上に搭載すると、治具等を用いて図中符号Ｋ３に示す方向に表面Ｓ３から半導体レーザバー１ｂに荷重を与えることによって半導体レーザバー１ｂをサブマウント１１に押し当てつつ、半田部９ａの温度を上昇させる。半田部９ａの温度を上昇させる場合、半導体レーザバー１ｂ及びサブマウント１１の温度も上昇する。なお、半田部９ａに対する加熱は、半導体レーザバー１ｂ及びサブマウント１１の上下に設けられたヒータによって行われる。

次に、半導体レーザバー１ｂから複数の半導体レーザ１をスクライブ溝５ａ（又は、スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃからなるスクライブ溝）に沿って分離する（ステップＦ４）。ステップＦ４において、半田部９ａの温度を上昇させ、半田部９ａの温度が半田部９ａの融点に達すると、半田部９ａの温度を室温まで下降（冷却）させる。半田部９ａの温度を室温まで下降させる場合、半導体レーザバー１ｂ及びサブマウント１１の温度も室温まで下降する。ステップＦ４において室温となった半田部９ａを半田部９という。半導体レーザバー１ｂは、ステップＦ４における冷却過程において（すなわち、半導体レーザバー１ｂ、半田部９ａ、及び、サブマウント１１の温度が、半田部９ａの融点近傍から室温に下降（冷却）する過程において）、半導体レーザバー１ｂの熱膨張率と、半田部９ａの熱膨張率と、サブマウント１１の熱膨張率との違いによって生じる応力を受ける。半導体レーザバー１ｂでは、主に、半導体レーザバー１ｂの熱膨張率と、半田部９ａの熱膨張率と、サブマウント１１の熱膨張率との違いによって生じる応力によって、スクライブ溝５ａから亀裂が拡がり、この亀裂が境界面５となって、半導体レーザバー１ｂから複数の半導体レーザ１が分離される。なお、ステップＦ４における上記の冷却過程において、半導体レーザバー１ｂの内部、半田部９ａの内部、及び、サブマウント１１の内部にも応力が生じるが、このような応力も、上記のような半導体レーザ１の分離の一因を担っている場合がある。

以上により、半導体レーザバー１ｂに予めスクライブ溝５ａ（又は、スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃ）が形成されており、半導体レーザバー１ｂは半田部９ａを介してサブマウント１１に搭載されるので、半田部９ａの融点まで半田部９ａ（更には、半導体レーザバー１ｂ及びサブマウント１１）の温度を上昇させた後に室温まで下降させる過程において、半導体レーザバー１ｂ、半田部９ａ、及び、サブマウント１１の熱膨張率の違いによって生じる応力により、スクライブ溝５ａ（又は、スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃ）から亀裂が拡がり、複数の半導体レーザ１が半導体レーザバー１ｂから分離される。そして、スクライブ溝５ａ（又は、スクライブ溝５ｂ及びスクライブ溝５ｃ）は、半導体レーザバー１ｂの表面Ｓ３のうち領域１３（又は領域１５）を除いた領域に形成されるので（すなわち、表面Ｓ３の一方の端部Ｐ１から他方の端部Ｐ１に至るまで連続した形状には形成されていないので）、表面Ｓ３の一方の端部Ｐ１から他方の端部Ｐ１まで連続した形状にスクライブ溝が設けられた場合に比較して、半導体レーザバー１ｂの機械的強度が向上される。半導体レーザバー１ｂの機械的強度が向上されることにより、半導体レーザバー１ｂを用いて製造される半導体レーザ装置３０の歩留まりが向上される。更に、半導体レーザバー１ｂの機械的強度が向上されることにより、半導体レーザバー１ｂの取り扱いも容易となり、作業性が向上される。また、スクライブ溝が形成されない領域は、領域１３のように基板３ｂの表面Ｓ３の端部Ｐ１を含むように設けてもよいし、領域１５のように、基板３ｂの表面Ｓ３の端部Ｐ１を含まないように設けてもよい。

また、複数の半導体レーザ１が半導体レーザバー１ｂから分離された後に実際に測定されたサブマウント１１上の複数の半導体レーザ１の反り（サブマウント１１の表面１１ａの法線方向に生じた反り）は、半導体レーザ１が分離されたことによって、半導体レーザバー１ｂの場合に比較して低減されていた。図７（Ａ）は、半導体レーザバー１ｂにおける反りの実測値を示すグラフであり、図７（Ｂ）は、半導体レーザ１が半導体レーザバー１ｂから分離された後のサブマウント１１上の複数の半導体レーザ１の反りの実測値を示すグラフである。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す横軸は、サブマウント１１の長手方向（基準線Ｋ１と交差する方向）における測定範囲（μｍ）を表しており、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す縦軸は、反りの量（キロオングストローム）、を表している。半導体レーザバー１ｂにおける反りは、図７（Ａ）に示すように、１２μｍ程度となっていたことがわかる。一方、半導体レーザ１が半導体レーザバー１ｂから分離された後のサブマウント１１上の複数の半導体レーザ１の反りは、図７（Ｂ）に示すように、１．５μｍ程度となっていたことがわかる。このように、半導体レーザ１が半導体レーザバー１ｂから分離された後のサブマウント１１上の複数の半導体レーザ１の反りは、半導体レーザバー１ｂにおける反りに比較して、１／１０程度に低減されていた。

１…半導体レーザ、１１…サブマウント、１１ａ…表面、１３，１５…領域、１ａ，１ｂ…半導体レーザバー、３，３ａ，３ｂ…基板、３０…半導体レーザ装置、５…境界面、５１ａ，５１ｂ…側壁、５ａ，５ｂ，５ｃ…スクライブ溝、７，７ａ…半導体積層部、９，９ａ…半田部、Ｍ１…メサ部、Ｍ２…発光領域、Ｓ１，Ｓ２…側面、Ｓ３…表面。

Claims (4)

1. 基板と、複数の発光領域を含む前記基板上の半導体積層部と、を有する半導体レーザバーから、複数の半導体レーザを有する半導体レーザ装置を製造する製造方法であって、
   前記半導体レーザバーを形成する工程と、
   前記基板の表面にスクライブ溝を形成する工程と、
   前記半導体レーザバーを前記サブマウント上に搭載する工程と、
   前記複数の半導体レーザを、前記スクライブ溝に沿って前記半導体レーザバーから分離する工程と、
   を備え、
   前記半導体レーザバーを前記サブマウント上に搭載する工程では、前記半導体積層部が前記基板と前記サブマウントとの間に配置されるように前記半導体レーザバーを前記サブマウント上に搭載し、
   前記発光領域は、前記半導体積層部の側面と交差する方向に延びており、
   前記スクライブ溝は、前記発光領域と並行して延びていると共に、前記表面側からみて、隣接している二つの前記発光領域の間にあり、
   前記表面は、前記側面に沿って延びており前記スクライブ溝の形成されない領域を有する、
   ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
2. 前記スクライブ溝の形成されない領域の幅は、前記半導体レーザバーの厚みよりも小さい、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
3. 前記表面は、前記側面に沿って延びている端部を有し、
   前記スクライブ溝の形成されない領域は、前記端部を含んでいる、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
4. 前記表面は、前記側面に沿って延びている端部を有し、
   前記スクライブ溝の形成されない領域は、前記端部よりも内側において延在している、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体レーザ装置の製造方法。

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