JP2013058624A

JP2013058624A - レーザダイオード素子の製造方法

Info

Publication number: JP2013058624A
Application number: JP2011196285A
Authority: JP
Inventors: Takashi Motoda; 隆元田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2013-03-28
Also published as: US20130065334A1

Abstract

【課題】本発明は、活性層に結晶欠陥を生じさせることなく半導体基板を割ることができるレーザダイオード素子の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本願の発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板の表面に活性層を含む複数の半導体層を形成する工程と、該複数の半導体層の一部を、該複数の半導体層の表面から少なくとも該活性層までエッチングして分離溝を形成する工程と、該半導体基板の裏面のうち該分離溝の直下部分に、該分離溝に沿ってスクライブ溝を形成する工程と、該スクライブ溝を起点として該半導体基板を割り、該半導体基板の裏面から該分離溝の底面に至る劈開面を形成する工程と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、産業用機器などに用いられるレーザダイオード素子の製造方法に関する。

特許文献１には、半導体基板（ウエハ）を割ってチップ状のレーザダイオード素子を形成する技術が開示されている。この技術は、半導体基板に溝を形成した上でその溝を起点として半導体基板を割るものである。半導体基板を割るとレーザダイオード素子の劈開面が露出する。

特開平６−５７０３号公報

レーザダイオード素子は活性層を有する。特許文献１に開示の方法で半導体基板を割ると、活性層の断面を含む劈開面が形成される。劈開面にはクラックやチッピングなどの欠けが生じることがあり、この欠けは活性層に結晶欠陥をもたらすことがある。その結果レーザダイオード素子の性能が劣化することがある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、活性層に結晶欠陥を生じさせることなく半導体基板を割ることができるレーザダイオード素子の製造方法を提供することを目的とする。

本願の発明に係るレーザダイオード素子の製造方法は、半導体基板の表面に、活性層を含む複数の半導体層を形成する工程と、該複数の半導体層の一部を、該複数の半導体層の表面から少なくとも該活性層までエッチングして分離溝を形成する工程と、該半導体基板の裏面のうち該分離溝の直下部分に、該分離溝に沿ってスクライブ溝を形成する工程と、該スクライブ溝を起点として該半導体基板を割り、該半導体基板の裏面から該分離溝の底面に至る劈開面を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、活性層を含まない劈開面を形成するように半導体基板を割るので、活性層に結晶欠陥を生じさせることなくレーザダイオード素子を製造できる。

半導体基板の上に複数の半導体層を形成することを示す図である。分離溝を形成することを示す図である。電極を形成することを示す図である。スクライブ溝を形成することを示す図である。半導体基板を割ることを示す図である。

実施の形態．
図を参照して本発明の実施の形態に係るレーザダイオード素子の製造方法を説明する。まず、半導体基板の表面に、活性層を含む複数の半導体層を形成する。図１は、半導体基板の上に複数の半導体層を形成することを示す図である。半導体基板１０はＧａＡｓで形成する。半導体基板１０の上にはバッファ層１２を形成する。バッファ層１２は半導体基板１０と同じ組成の結晶を含む材料で形成する。

バッファ層１２の上には下クラッド層１４を形成する。下クラッド層１４の上には活性層１６を形成する。活性層１６の上には上クラッド層１８を形成する。上クラッド層１８の上にはコンタクト層２０を形成する。このように半導体基板１０の上に、活性層１６を含む複数の半導体層を形成する。

次いで、分離溝を形成する。図２は、分離溝を形成することを示す図である。分離溝２２ａ、２２ｂは複数の半導体層の一部を、複数の半導体層の表面から少なくとも活性層１６までエッチングして形成する。図２には、コンタクト層２０から下クラッド層１４までエッチングして形成された分離溝２２ａ、２２ｂが示されている。分離溝２２ａ、２２ｂの底面にはバッファ層１２の表面が現れている。分離溝２２ａ、２２ｂの幅（Ｌ）はそれぞれ３０μｍである。

次いで、電極を形成する。図３は、電極を形成することを示す図である。電極２４はコンタクト層２０の上に形成する。電極２６は半導体基板１０の裏面に形成する。こうして、メサストライプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃを形成する。

次いで、半導体基板の裏面にスクライブ溝を形成する。図４は、スクライブ溝を形成することを示す図である。スクライブ溝３０ａ、３０ｂは、半導体基板１０の裏面のうち分離溝２２ａ、２２ｂの直下部分に、分離溝２２ａ、２２ｂに沿って形成する。スクライブ溝３０ａ、３０ｂは、例えば先端がダイヤモンドで形成されたペンで罫書きすることで形成する。

次いで、スクライブ溝３０ａ、３０ｂを基点に半導体基板１０を割る。図５は、半導体基板を割ることを示す図である。スクライブ溝３０ａ、３０ｂを起点として半導体基板１０を割り、半導体基板１０の裏面から分離溝２２ａ、２２ｂの底面に至る劈開面を形成する。劈開が成功した場合、平坦な劈開面４０ａが形成される。一方、一定の確率で欠けを有する劈開面４０ｂが生じることは避けられない。

本発明の実施の形態に係るレーザダイオード素子の製造方法によれば、活性層１６をエッチングして分離溝２２ａ、２２ｂを形成するので、劈開面に活性層１６の断面が含まれない。従って、劈開面に欠けが生じたとしても、活性層１６に結晶欠陥を生じさせることはない。また、分離溝２２ａ、２２ｂの幅は劈開面がメサストライプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃまで到達しないように３０μｍに設定したため、活性層１６に結晶欠陥が生じることを回避できる。さらに半導体基板１０の裏面にスクライブ溝３０ａ、３０ｂを形成したので分離溝にスクライブ溝を設ける必要がなく、分離溝２２ａ、２２ｂの幅（Ｌ）を自由に設定できる。

本発明の実施の形態に係るレーザダイオード素子の製造方法は、様々な変形が可能である。半導体基板１０はＧａＡｓに限らず、劈開性が＜１１０＞方向にあるせん亜鉛構造の結晶であれば特に限定されない。本発明の実施の形態に係るレーザダイオード素子の製造方法は、この劈開性を利用して半導体基板を割るものである。よって、例えば、半導体基板をＧａＰで形成してもよい。

電極２４、２６は、分離溝２２ａ、２２ｂの形成前に形成してもよいし、スクライブ溝３０ａ、３０ｂの形成後に形成してもよい。電極２４、２６の材料としては、特に限定されないが、金、白金、チタン、モリブデン、タンタル、ニッケル等、又はこれらの多層膜を用いることができる。また、電極２４、２６の上に金メッキがあってもよい。

分離溝２２ａ、２２ｂは、活性層１６をエッチングして形成されるものであれば特に限定されない。そのため、例えば、下クラッド層１４をわずかに残すようにして分離溝を形成してもよい。

本発明の実施の形態に係るレーザダイオード素子の製造方法では、複数の半導体層（エピ層）の詳細構造の説明は省略したが、活性層を含む限り複数の半導体層の構造は限定されない。なお、活性層は、ＱＷ、ＭＱＷ、ＳＣＨ構造などで形成してもよい。本発明は活性層を有する全てのタイプのレーザダイオード素子に利用できる。

１０半導体基板、１２バッファ層、１４下クラッド層、１６活性層、１８上クラッド層、２０コンタクト層、２２ａ,２２ｂ分離溝、２４,２６電極、２８ａ,２８ｂ,２８ｃメサストライプ、３０ａ、３０ｂスクライブ溝、４０ａ,４０ｂ劈開面

Claims

半導体基板の表面に、活性層を含む複数の半導体層を形成する工程と、
前記複数の半導体層の一部を、前記複数の半導体層の表面から少なくとも前記活性層までエッチングして分離溝を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面のうち前記分離溝の直下部分に、前記分離溝に沿ってスクライブ溝を形成する工程と、
前記スクライブ溝を起点として前記半導体基板を割り、前記半導体基板の裏面から前記分離溝の底面に至る劈開面を形成する工程と、
を備えたことを特徴とするレーザダイオード素子の製造方法。
前記複数の半導体層は、前記半導体基板の上に形成されたバッファ層、前記バッファ層の上に形成された下クラッド層、前記下クラッド層の上に形成された前記活性層、前記活性層の上に形成された上クラッド層、前記上クラッド層の上に形成されたコンタクト層を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザダイオード素子の製造方法。