JP3833814B2 - 半導体レーザ半製品の保護膜形成用スペーサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、バー状に劈開された半導体レーザ半製品の劈開面に保護膜を形成するためのスペーサおよび、その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体レーザは、図13に示されるように、p型半導体131とn型半導体132との接合部分(p−n接合部)が活性層133となっており、前後表面が劈開面130a,130bからなる反射面となっている。上下両面に形成された電極面134,135間に電流Iを流すことによって、レーザ光Lが上記活性層133における発光領域133aから放出される。同図に示すように、半導体レーザの発光領域133aが微小であるため、活性層133における単位面積当たりの光出力が極めて大きくなり、光出力部分が損傷されやすくなる。光出力部分が損傷するのを防止する手段として、近年では、アルミナ等からなる保護膜を劈開面130a,130bに形成する方法が利用されている。
【0003】
保護膜はスパッタリングによって劈開面に形成され、保護膜を形成する際には、特開平2-109386号公報に開示されているような保護膜形成用治具が使用されている。半導体レーザにおける劈開面への保護膜の形成方法について、図2,図3,図14を参照しつつ説明する。図2は保護膜形成用治具の分解斜視図、図3は保護膜形成用治具に半導体レーザ半製品およびスペーサを収容した状態を示す要部正面図、図14は図3のA−A線断面図である。
【0004】
まず、キャリアテープ上にのったままの半導体ウェハを分割し、劈開面を両側に有する所定長さのバー状半導体レーザ半製品を複数本作製する。複数本の半導体レーザ半製品をキャリアテープからピックアップし、図3、図14に示すように、上記半導体レーザ半製品(以下、「半導体レーザ」と略す)31とスペーサ11とを保護膜形成用治具内に交互に積み重ねていく。次いで、スペーサ11および半導体レーザ31を枠材2,4の何れか一方に寄せてスペーサ11の片端を劈開面31aあるいは31bに揃え、劈開面31a,31bの何れか一方の面を完全に露出させる。露出している側の劈開面31aあるいは劈開面31bに、窓24または切欠部分22からスパッタリングを施して均一な保護膜を形成する。
【0005】
このスペーサ11は、半導体レーザ31の形状に合わせて厚さ200〜300μmのシリコンウェハがバー状に切断されたものである。スペーサ11の幅が半導体レーザ31の幅よりも若干細く設計されているので、スペーサ11の片端を半導体レーザ31の劈開面31bに揃えると、図14(a)に示すように、劈開面31aが完全に露出するようになっている。劈開面31bに保護膜を形成するときには、図14(b)に示すように、スペーサ11の片端を劈開面31aに揃えて劈開面31bを完全に露出させる。このように、保護膜を形成しようとする劈開面31a,31bを完全に露出させることで、均一な保護膜を形成することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体レーザ31の劈開面31a,31bに保護膜を形成する際、上記スペーサ11を使用すると、以下に述べるような不都合が生じることがある。
【0007】
スペーサ11は、治具に挿入される前にキャリアテープで保持されていたので、キャリアテープと接着していた面に糊が付着している場合がある。このため、スペーサ11が半導体レーザ31に固着してしまい、スペーサ11の片端と劈開面31a,31bとが揃わず、劈開面31b,31aが露出しないことがある。スペーサ11に糊が付着しない場合でも、スペーサ11と半導体レーザ31とを枠材2,4の何れか一方に寄せるのは、作業者にとって面倒な作業である。また、スペーサ11は、シリコンという脆い材料からなるものなので、劈開面31a,31b側に寄せられる際に、折れたり欠けたりすることがある。スペーサ11の欠けによって生じた微小破片は、保護膜をムラにする要因となることがある。
【0008】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、取扱いが容易で、半導体レーザの両方の劈開面に保護膜を均一に形成させることのできる保護膜形成用スペーサ、およびその製造方法を提供することをその課題とする。
【0009】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
すなわち、本願発明の半導体レーザ半製品の保護膜形成用スペーサは、バー状に劈開された状態の半導体レーザ半製品と同程度の長さの略直方体であり、複数本の上記半導体レーザ半製品の間に挟み込まれ、この半導体レーザ半製品の劈開面に保護膜を形成させるためのスペーサであって、金属材料から構成され、上記略直方体の横断面形状は、上下2辺が平行で、左右2辺が円弧状になっている俵形であることを特徴とする。
【0018】
俵形の断面を有する半導体レーザの保護膜形成用スペーサは、左右2辺が円弧状の断面を有するので、半導体レーザの両方の劈開面を治具内で、常に露出させることができる。従って、半導体レーザとスペーサとを治具内の片側に寄せるという面倒な作業は、不要となる。このように、本願発明の保護膜形成用スペーサも、従来のスペーサよりもはるかに使いやすく、従来のスペーサを使用していたときよりも半導体レーザの劈開面に均一な保護膜を形成できる。
【0019】
本願発明の半導体レーザ半製品の保護膜形成用スペーサの製造方法は、円形断面を持つ金属線材に上下2方向から圧力をかけ、上記円形断面の形状をバー状に劈開された状態の半導体レーザ半製品の劈開面間の幅と同程度の幅を有する俵形断面に変形させ、変形後の金属線材を上記半導体レーザ半製品と同程度の長さに切断することを特徴とするものである。
【0020】
上記製法は、金属線材に圧力をかけた後に切断するだけであり、研磨等の特別な加工を必要としない。このため、上記製法によって、保護膜形成用スペーサは、連続的に、かつ、容易に生産される。
【0021】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0022】
図1は本願発明に係る半導体レーザの保護膜形成用スペーサの参考例を示す要部斜視図である。同図に示されるように、保護膜形成用スペーサ(以下、スペーサと略す)1は、長手方向に延びる4辺aの縁が全域にわたって丸められている略直方体であり、バー状に劈開された状態の複数本の半導体レーザ半製品(図示略)の間に挟み込まれて使用される。スペーサ1の長さおよび幅は、半導体レーザ半製品と同程度である。
【0023】
スペーサ1は、折れたり、欠けたりしないように、金属から構成されている。金属の種類は、特に限定されるものではないが、加工のしやすさ、コスト等を考慮してコバルト鋼、ニッケル鋼が使用される。
【0024】
上記半導体レーザの保護膜形成用スペーサの使用方法について、図面を参照しつつ説明する。図2は保護膜形成用治具の分解斜視図、図3は保護膜形成用治具に半導体レーザ半製品およびスペーサを収容した状態を示す要部正面図、図4は図3のA−A線断面図である。
【0025】
保護膜形成用治具は、図2に示されるように、主として上部枠材2、収容部材3、下部枠材4、押圧用板5から構成される。収容部材3は、切欠部分23を有するコ字形状の部材であり、この切欠部分23に半導体レーザ半製品およびスペーサを収容する。上部枠材2も収容部材3と同様のコ字形状をしており、切欠部22を有している。下部枠材4は、中央部に窓24が開けられている。収容部材3の上面に上部枠材2が取り付けられ、収容部材3の下面に下部枠材4が取り付けられ、切欠部22、切欠部23、窓24が連通することになる。切欠部23に収容されている半導体レーザ半製品およびスペーサは、押圧用板5でプレスされる。
【0026】
上記スペーサ1と上記保護膜形成用治具とを用いて、バー状に劈開された半導体レーザ半製品(以下、半導体レーザと略す)31の劈開面に保護膜を形成する方法について、図3、図4を参照しつつ説明する。保護膜形成用治具における収容部材3の切欠部23に半導体レーザ31とスペーサ1を交互に積み重ねて収容していく。スペーサ1の長手方向に延びる4辺a(図1参照)の縁が全域にわたって丸められているので、半導体レーザ31の劈開面31a,31bは常に露出することになる。このため、切欠部22、窓24からスパッタリングを施し、両劈開面31a,31bに保護膜を均一に形成することができる。保護膜形成の際に、スペーサ1と半導体レーザ31とを枠材2,4の何れか一方によせてやる必要はない。なお、保護膜としてはアルミナが用いられ、さらに、アルミナの表面にアモルファスシリコンを形成することもできる。
【0027】
上記スペーサ1を製造するには、金属線材に研磨、エッチング、切断等を施す。以下、上記スペーサの製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
【0028】
図5は、上記参考例に係るスペーサ1の製造方法の一形態を示す概略図であり、正方形の断面を持つ線材51を研磨することで、線材51の長手方向に延びる辺の縁に丸みを付ける工程を示している。同図に示すように、半導体レーザ31(図3,4参照)と同寸法の幅の正方形の断面(図6(a)参照)を有する線材51(コバルト鋼やニッケル鋼)をロール52から引き出す。引き出された線材51をカッター54で切断し、半導体レーザ31と同程度の長さにする。切断された線材51をバレル55に入れ、バレル55を回転させる。線材51の長手方向に延びる4辺の縁が研磨されて丸くなり、図6(b)に示すような断面をもつスペーサ1(図1参照)が得られる。
【0029】
図7は、上記参考例に係るスペーサ1の製造方法の別の形態を示す概略図であり、金属薄板70をエッチング加工して線材71とし、研磨によって、線材71の長手方向に延びる辺の縁に丸みを付ける工程を示している。同図に示すように、厚さ0.2〜0.3mmの金属板70(コバルト鋼やニッケル鋼)をスパッタエッチングによって、バー状の半導体レーザ31(図3,4参照)と同じ長さと幅を持つ線材71に加工する。この線材71は、スパッタエッチングされた時点では、図8(a)に示されるような形状の断面を有している。この線材71をバレル75に入れ、バレル75を回転させる。線材71の長手方向に延びる4辺の縁が研磨されて丸くなり、図8(b)に示すような断面をもつスペーサ1(図1参照)が得られる。
【0030】
図9は、本願発明に係る保護膜形成用スペーサの一実施形態を示す要部斜視図である。同図に示されるように、保護膜形成用スペーサ91は略直方体であり、上下2辺が平行で、左右2辺が円弧状になっている俵形の断面形状を有している。スペーサ91の他の構造については、図1に示されるスペーサ1の構造と同一である。スペーサ91もスペーサ1のように、バー状に劈開された複数本の半導体レーザに挟み込まれて使用される。
【0031】
図10は、本願発明に係るスペーサ91の製造方法の一形態を示す概略図である。同図に示すように、直径0.2〜0.3mmの円形断面(図11(a)参照)を有する線材101(コバルト鋼やニッケル鋼)をロール102から引き出す。引き出された線材101をローラー103で圧延することで線材101の断面を俵形にし(図11(b)参照)、バー状の半導体レーザ31(図3,4参照)と同程度の長さになるようにカッター104で切断する。切断された線材101は、半導体レーザ31と同程度の長さと幅を有するスペーサ91(図9参照)となる。
【0032】
図12は、本願発明に係る保護膜形成用スペーサの別の参考例を示しており、図12(a)は保護膜形成用スペーサの要部斜視図、図12(b)は保護膜形成用スペーサの要部側面図である。同図に示されるように、保護膜形成用スペーサ121は、長手方向に延びる4辺の縁が全域にわたって削りとられたものである。スペーサ121の他の構造については、図1に示されるスペーサ1の構造と同一である。スペーサ121も図1に示されるスペーサ1のように、バー状に劈開された複数本の半導体レーザに挟み込まれて使用される。
【0033】
半導体レーザ半製品31とスペーサ1,91または121とを保護膜形成用治具内に交互に積み重ねていき、スパッタリングによって半導体レーザ31の劈開面31a,31bに均一な保護膜を形成する。その後、劈開面31a,31bに対して垂直方向に半導体レーザ半製品31をカットすることで、劈開面が損傷しにくい半導体レーザチップが得られる。
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
本願発明は特許請求の範囲内に含まれる範囲内で種々の変形を施すことも可能であり、その中には各構成要素を均等物で置換したものも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明に係る半導体レーザ半製品の保護膜形成用スペーサの参考例を示す要部斜視図である。
【図2】 保護膜形成用治具の分解斜視図である。
【図3】 保護膜形成用治具に半導体レーザ半製品および保護膜形成用スペーサを収納した状態を示す要部正面図である。
【図4】 図3のA−A線断面図である。
【図5】 本願発明に係る保護膜形成用スペーサの製造方法の参考例を示す概略図である。
【図6】 図5に示される金属線材の断面図である。
【図7】 本願発明に係る保護膜形成用スペーサの製造方法の他の参考例を示す概略図である。
【図8】 図7に示される金属線材の断面図である。
【図9】 本願発明に係る半導体レーザの保護膜形成用スペーサの一実施例を示す要部斜視図である。
【図10】 本願発明に係る保護膜形成用スペーサの製造方法の一実施例を示す概略図である。
【図11】 図10に示される金属線材の断面図である。
【図12】 本願発明に係る半導体レーザの保護膜形成用スペーサの他の参考例を示す要部斜視図である。
【図13】 半導体レーザの構造を示す斜視図である。
【図14】 図3のA−A線断面図である。
【符号の説明】
1,91,121 スペーサ
2 上枠部材
3 収容部材
4 下枠部材
22,23 切欠部
5 押し板
24 窓
31 半導体レーザ
31a,31b 劈開面
51,71,101 金属線材
55,75 バレル
131 p型半導体
132 n型半導体
133 活性層
130a,130b 劈開面
Claims (2)
- バー状に劈開された状態の半導体レーザ半製品と同程度の長さの略直方体であり、複数本の上記半導体レーザ半製品の間に挟み込まれ、この半導体レーザ半製品の劈開面に保護膜を形成させるためのスペーサであって、
金属材料から構成され、
上記略直方体の横断面形状は、上下2辺が平行で、左右2辺が円弧状になっている俵形であることを特徴とする、半導体レーザ半製品の保護膜形成用スペーサ。 - 円形断面を持つ金属線材に上下2方向から圧力をかけ、上記円形断面の形状をバー状に劈開された状態の半導体レーザ半製品の劈開面間の幅と同程度の幅を有する俵形断面に変形させ、変形後の金属線材を上記半導体レーザ半製品と同程度の長さに切断することを特徴とする、半導体レーザ半製品の保護膜形成用スペーサの製造方法。
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