JP2705130B2 - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JP2705130B2 JP2705130B2 JP63199423A JP19942388A JP2705130B2 JP 2705130 B2 JP2705130 B2 JP 2705130B2 JP 63199423 A JP63199423 A JP 63199423A JP 19942388 A JP19942388 A JP 19942388A JP 2705130 B2 JP2705130 B2 JP 2705130B2
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- Japan
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- semiconductor laser
- groove
- semiconductor
- wafer
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体レーザの製造方法に関し、特に分布帰
還（DFB（Distributed Fecd Back））半導体レーザの製
造方法に関する。
還（DFB（Distributed Fecd Back））半導体レーザの製
造方法に関する。
光ファイバ通信の普及に伴い、その光源である半導体
レーザの需要が増大している。それに伴い半導体レーザ
の量産技術も確立されつつある。半導体レーザは電気パ
ワーを光パワーに変換する特殊なデバイスである為、そ
の製造工程及び特性評価方法は従来の電子デバイスと比
較すると異なる点が多い。半導体レーザ装置の製造工程
について簡単に述べると、まず、活性層をバンドギャッ
プを広い半導体層で挟んだダブルヘテロ構造を有する積
層構造を備えた半導体ウェハを液相成長（LPE）などの
結晶成長方法により製作する。次に半導体ウェハの上下
の表面に電極を形成した後、各々のペレット（半導体レ
ーザ）に分離する。この時、劈開法によってウェハを分
割することにより、半導体レーザの共振器を形成するミ
ラー面を得る。各ペレット毎に分離された半導体レーザ
に電流注入を行い、各ペレットの光出力特性をチェック
する。この時特性が良くないものは不良品とする。最後
に特性良品をヒートシンクに融着した後、パッケージに
組み込むことにより、半導体レーザ装置が得られる。
レーザの需要が増大している。それに伴い半導体レーザ
の量産技術も確立されつつある。半導体レーザは電気パ
ワーを光パワーに変換する特殊なデバイスである為、そ
の製造工程及び特性評価方法は従来の電子デバイスと比
較すると異なる点が多い。半導体レーザ装置の製造工程
について簡単に述べると、まず、活性層をバンドギャッ
プを広い半導体層で挟んだダブルヘテロ構造を有する積
層構造を備えた半導体ウェハを液相成長（LPE）などの
結晶成長方法により製作する。次に半導体ウェハの上下
の表面に電極を形成した後、各々のペレット（半導体レ
ーザ）に分離する。この時、劈開法によってウェハを分
割することにより、半導体レーザの共振器を形成するミ
ラー面を得る。各ペレット毎に分離された半導体レーザ
に電流注入を行い、各ペレットの光出力特性をチェック
する。この時特性が良くないものは不良品とする。最後
に特性良品をヒートシンクに融着した後、パッケージに
組み込むことにより、半導体レーザ装置が得られる。
ところで、半導体レーザを製造するうえで、従来の電
子デバイスと最も異なる点は、電子デバイスではほとん
どの場合素子特性の良否をウェハの状態で評価できるの
に対し、半導体レーザでは、各々のペレットに分離した
後でないと素子特性の良否の評価ができない点である。
これは半導体レーザが電気パワーを光パワーに変換する
特殊なデバイスであること、そして、半導体レーザ毎の
光パワーをウェハの状態で評価することが困難であるが
ためである。従って半導体レーザを製作するうえ、特性
評価に要する工数が電子デバイスに較べはるかに多く、
この工程が半導体レーザの量産化に向けての最大の問題
とされてきた。本発明の目的は、特性評価に要する工数
を削減できる半導体レーザの製造方法を提供することに
ある。
子デバイスと最も異なる点は、電子デバイスではほとん
どの場合素子特性の良否をウェハの状態で評価できるの
に対し、半導体レーザでは、各々のペレットに分離した
後でないと素子特性の良否の評価ができない点である。
これは半導体レーザが電気パワーを光パワーに変換する
特殊なデバイスであること、そして、半導体レーザ毎の
光パワーをウェハの状態で評価することが困難であるが
ためである。従って半導体レーザを製作するうえ、特性
評価に要する工数が電子デバイスに較べはるかに多く、
この工程が半導体レーザの量産化に向けての最大の問題
とされてきた。本発明の目的は、特性評価に要する工数
を削減できる半導体レーザの製造方法を提供することに
ある。
本発明による半導体レーザの製造方法の特徴は、光を
発する活性層と、この活性層の近くに形成された回折格
子を含むダブルヘテロ積層構造を有する半導体ウェハを
形成する工程と、この半導体ウェハに半導体レーザの共
振器長に相当する間隔で前記活性層よりも深く、且つ一
方の側面が前記ウェハ表面に対し垂直で、他方の側面が
傾斜したＶ字形の溝を形成する工程と、前記溝によって
分離された各々の半導体レーザ素子に電流注入する工程
と、前記溝部垂直側面から出射し、それと対向する前記
溝部傾斜面で反射された前記半導体レーザ素子の光出力
を測定する工程と、しかるのち前記半導体ウェハを前記
溝部において切断し、個々の半導体レーザを得る工程を
含んだことである。
発する活性層と、この活性層の近くに形成された回折格
子を含むダブルヘテロ積層構造を有する半導体ウェハを
形成する工程と、この半導体ウェハに半導体レーザの共
振器長に相当する間隔で前記活性層よりも深く、且つ一
方の側面が前記ウェハ表面に対し垂直で、他方の側面が
傾斜したＶ字形の溝を形成する工程と、前記溝によって
分離された各々の半導体レーザ素子に電流注入する工程
と、前記溝部垂直側面から出射し、それと対向する前記
溝部傾斜面で反射された前記半導体レーザ素子の光出力
を測定する工程と、しかるのち前記半導体ウェハを前記
溝部において切断し、個々の半導体レーザを得る工程を
含んだことである。
半導体レーザの選別工程を簡略する為には、電子デバ
イス同様にウェハの状態で各素子の特性を評価すること
ができればよい。その為にはウェハの状態で、各素子に
電流注入することにより、光出力をウェハ表面に対し、
垂直方向に取り出す工夫が必要となる。ウェハの面方向
への光の取り出しは、ウェハ表面上に半導体レーザの端
面に当る部分に、一方の側面が活性層に垂直で、他方の
側面が活性層に対し、約45゜の傾きを持ったＶ字形の溝
を形成し、垂直面から出射した光を対向する斜めの面で
ウェハの表面に垂直な方向に反射させることにより実現
できる。この時各々の半導体レーザの端面は一方が垂
直、他方が45゜の傾斜を持った面となる。この様な構造
では、斜めの面の光の等価的な反射率が低下してしま
い、従来のファブリーペロ型半導体レーザは発振しな
い。そこで本発明による半導体レーザの製造方法は端面
反射率が無くとも発振する分布帰還型半導体レーザに適
用可能である。以下の実施例では、分布帰還型半導体レ
ーザの製造方法について記す。
イス同様にウェハの状態で各素子の特性を評価すること
ができればよい。その為にはウェハの状態で、各素子に
電流注入することにより、光出力をウェハ表面に対し、
垂直方向に取り出す工夫が必要となる。ウェハの面方向
への光の取り出しは、ウェハ表面上に半導体レーザの端
面に当る部分に、一方の側面が活性層に垂直で、他方の
側面が活性層に対し、約45゜の傾きを持ったＶ字形の溝
を形成し、垂直面から出射した光を対向する斜めの面で
ウェハの表面に垂直な方向に反射させることにより実現
できる。この時各々の半導体レーザの端面は一方が垂
直、他方が45゜の傾斜を持った面となる。この様な構造
では、斜めの面の光の等価的な反射率が低下してしま
い、従来のファブリーペロ型半導体レーザは発振しな
い。そこで本発明による半導体レーザの製造方法は端面
反射率が無くとも発振する分布帰還型半導体レーザに適
用可能である。以下の実施例では、分布帰還型半導体レ
ーザの製造方法について記す。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１
図ではｎ−InP基板１の上に干渉露光によるピッチ2000
Åの回折格子２を形成した後、波長組成1.15μｍのｎ−
InGaAsPガイド層３、波長組成1.3μｍのInGaP活性層
４、Ｐ−InPクラッド層5P−InGaAsPのキャップ層６をそ
れぞれ厚さ0.1μｍ、0.1μｍ、３μｍ、0.5μｍの順にL
PE法により形成し、キャップ層６の上にCr/Auからなる
電極７及びｎ−InP基板１の下にAuGe/AuNiからなる電極
８を蒸着法により形成することによりダブルヘテロ構造
を備えた半導体ウェハを得る。第２図では第１図で形成
された半導体ウェハに共振器長に相当する間隔で溝を反
応性イオンビームエッチング（RIBE（Reactive Ion Bea
m Etching））により形成する。この時フォトレジスト
（AZ1400）をエッチングマスクとして、斜め方向（垂直
方向から約20゜かたむけて）からイオンビームを当てる
ことにより、一方の側面にが活性層４に対し垂直で他方
の側面13が約45゜の傾斜を持つ溝９が得られる。溝９の
幅は約10μｍ、深さも10μｍである。第３図では第２図
で形成された溝９により分離された半導体レーザ素子に
針10を当て、ｎ側の電極８の下に金属の板11を当て、半
導体ウェハに電流を注入し、光出射面12より出た光出力
を斜めに切った端面13により垂直に反射させ、フォトデ
ィテクタ14にて受け光出力と電流特性を測定する。この
時半導体レーザ素子のＩ−Ｖ特性及び発振閾値電流及び
効率等を評価し、それぞれが規格値を満足する素子を良
品と判定する。第４図では上述の測定で良品と判断され
た半導体レーザ素子を溝９で切断し、個々の半導体レー
ザに分離する。こうして得られた波長1.3μｍ帯の分布
帰還型半導体レーザをヒートシンク上にマウントし、パ
ッケージ内に装着した後においても、約90％以上の割合
で良品規格を満足した。このことから本発明による素子
選別手段が従来の各ペレットに分離した後特性チェック
を行っていた方法と較べても同等以上に効果があること
が判った。更に工数的には、従来の方法に比べ、約1/10
に低減された。
図ではｎ−InP基板１の上に干渉露光によるピッチ2000
Åの回折格子２を形成した後、波長組成1.15μｍのｎ−
InGaAsPガイド層３、波長組成1.3μｍのInGaP活性層
４、Ｐ−InPクラッド層5P−InGaAsPのキャップ層６をそ
れぞれ厚さ0.1μｍ、0.1μｍ、３μｍ、0.5μｍの順にL
PE法により形成し、キャップ層６の上にCr/Auからなる
電極７及びｎ−InP基板１の下にAuGe/AuNiからなる電極
８を蒸着法により形成することによりダブルヘテロ構造
を備えた半導体ウェハを得る。第２図では第１図で形成
された半導体ウェハに共振器長に相当する間隔で溝を反
応性イオンビームエッチング（RIBE（Reactive Ion Bea
m Etching））により形成する。この時フォトレジスト
（AZ1400）をエッチングマスクとして、斜め方向（垂直
方向から約20゜かたむけて）からイオンビームを当てる
ことにより、一方の側面にが活性層４に対し垂直で他方
の側面13が約45゜の傾斜を持つ溝９が得られる。溝９の
幅は約10μｍ、深さも10μｍである。第３図では第２図
で形成された溝９により分離された半導体レーザ素子に
針10を当て、ｎ側の電極８の下に金属の板11を当て、半
導体ウェハに電流を注入し、光出射面12より出た光出力
を斜めに切った端面13により垂直に反射させ、フォトデ
ィテクタ14にて受け光出力と電流特性を測定する。この
時半導体レーザ素子のＩ−Ｖ特性及び発振閾値電流及び
効率等を評価し、それぞれが規格値を満足する素子を良
品と判定する。第４図では上述の測定で良品と判断され
た半導体レーザ素子を溝９で切断し、個々の半導体レー
ザに分離する。こうして得られた波長1.3μｍ帯の分布
帰還型半導体レーザをヒートシンク上にマウントし、パ
ッケージ内に装着した後においても、約90％以上の割合
で良品規格を満足した。このことから本発明による素子
選別手段が従来の各ペレットに分離した後特性チェック
を行っていた方法と較べても同等以上に効果があること
が判った。更に工数的には、従来の方法に比べ、約1/10
に低減された。
以上説明したように本発明は半導体レーザの光出力一
電流特性を半導体ウェハの状態で測定できる為、素子選
別の工程が従来に較べ大幅に簡略化でき、半導体レーザ
の低コスト化に極めて有効である。更に本発明の半導体
レーザの製造方法によれば、各素子をピンセット等で取
り扱う回数が減少する為、半導体レーザの形状等をペレ
ット操作の階段で損ねることがない等の利点を有する。
電流特性を半導体ウェハの状態で測定できる為、素子選
別の工程が従来に較べ大幅に簡略化でき、半導体レーザ
の低コスト化に極めて有効である。更に本発明の半導体
レーザの製造方法によれば、各素子をピンセット等で取
り扱う回数が減少する為、半導体レーザの形状等をペレ
ット操作の階段で損ねることがない等の利点を有する。
第１図は本発明の実施例の半導体レーザ用ダブルヘテロ
構造半導体ウェハの概念図、第２図は半導体ウェハにＶ
溝を形成する工程の概念図、第３図は半導体ウェハに電
流を注入し、光出力を測定する工程の概念図、第４図は
半導体ウェハをＶ溝において切断して得られた半導体レ
ーザの概念図。 １……基板、２……回折格子、３……ガイド層、４……
活性層、５……クラッド層、６……キャップ層、７……
Ｐ側電極、８……ｎ側電極、９……溝、10……針、11…
…金属の板、12,13……溝側面、14……フォトディテク
タ。
構造半導体ウェハの概念図、第２図は半導体ウェハにＶ
溝を形成する工程の概念図、第３図は半導体ウェハに電
流を注入し、光出力を測定する工程の概念図、第４図は
半導体ウェハをＶ溝において切断して得られた半導体レ
ーザの概念図。 １……基板、２……回折格子、３……ガイド層、４……
活性層、５……クラッド層、６……キャップ層、７……
Ｐ側電極、８……ｎ側電極、９……溝、10……針、11…
…金属の板、12,13……溝側面、14……フォトディテク
タ。
Claims (1)
- 【請求項１】光を発する活性層と、この活性層の近くに
形成された回折格子を含むダブルヘテロ積層構造を有す
る半導体ウェハを形成する工程と、この半導体ウェハに
半導体レーザの共振器長に相当する間隔で前記活性層よ
りも深く、且つ一方の側面が前記ウェハ表面に対し垂直
で、他方の側面が傾斜したＶ字形の溝を形成する工程
と、前記溝によって分離された各々の半導体レーザ素子
に電流注入する工程と、前記溝部垂直側面から出射し、
それに対向する前記溝部傾斜面で反射された前記半導体
レーザの光出力を測定する工程と、しかるのち前記半導
体ウェハを前記溝部において切断し、個々の半導体レー
ザを得る工程を含んだことを特徴とする半導体レーザの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199423A JP2705130B2 (ja) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199423A JP2705130B2 (ja) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0247888A JPH0247888A (ja) | 1990-02-16 |
| JP2705130B2 true JP2705130B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=16407562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63199423A Expired - Lifetime JP2705130B2 (ja) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705130B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2387479A (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-15 | Denselight Semiconductors Pte | Sacrificial side tilting mirror for on-wafer optical testing |
| JP6352162B2 (ja) * | 2014-11-28 | 2018-07-04 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 竪型ローラミル |
-
1988
- 1988-08-09 JP JP63199423A patent/JP2705130B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0247888A (ja) | 1990-02-16 |
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