JP5658433B2 - 窒化物半導体ウェハ及び窒化物半導体素子の製造方法 - Google Patents
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また上記構成の窒化物半導体ウェハにおいて、前記基板が、III族元素と窒素とを含む化合物で構成される窒化物半導体基板であるようにしても構わない。
を含み、前記劈開導入溝を形成する際、前記劈開導入溝が前記ストライプ状光導波路直上以外の位置に形成されるとともに前記基板にまで到達して形成されることを特徴とする。
本発明の第1の実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図2は、本実施形態におけるGaN系半導体レーザ素子を分割する前のウェハの構成を示す断面図である。図3は、ウェハの分割を説明するための断面図及び上面図である。図4は、分割されたGaN系半導体レーザ素子の外観斜視図である。
(ウェハの形成)
まず、図2を用いてウェハの形成について説明する。
次に、図3を参照して本実施形態におけるウェハの分割方法を説明する。図3(a)には、上述のようにしてLD構造がGaN系基板200上に形成されたウェハの断面図を、図3(b)には、上述のようにしてLD構造がGaN系基板200上に形成されたウェハの上面図を、それぞれ示す。
図4を参照して、上述のようにしてウェハから分割されて形成されたGaN系半導体レーザ素子1の構成について説明する。
本発明の第2の実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図5は、本実施形態におけるGaN系半導体レーザ素子を分割する前のウェハの構成を示す断面図である。図6は、ウェハの分割を説明するための断面図及び上面図である。図7は、分割されたGaN系半導体レーザ素子の外観斜視図である。
(ウェハの形成)
まず、図5を用いてウェハの形成について説明する。尚、図5において、図2に示すウェハにおける同一部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
次に、図6を参照して本実施形態におけるウェハの分割方法を説明する。図6(a)には、上述のようにしてLD構造がGaN系基板200上に形成されたウェハの断面図を、図6(b)には、上述のようにしてLD構造がGaN系基板200上に形成されたウェハの上面図を、それぞれ示す。
図7を参照して、上述のようにしてウェハから分割されて形成されたGaN系半導体レーザ素子2の構成について説明する。
本発明の第3の実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図8は、本実施形態におけるGaN系半導体レーザ素子を分割する前のウェハの構成を示す断面図である。図9は、ウェハの分割を説明するための断面図及び上面図である。図10は、分割されたGaN系半導体レーザ素子の外観斜視図である。
(ウェハの形成)
まず、図8を用いてウェハの形成について説明する。尚、図8において、図2に示すウェハにおける同一部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
次に、図9を参照して本実施形態におけるウェハの分割方法を説明する。図9(a)には、上述のようにしてLD構造がGaN系基板200上に形成されたウェハの断面図を、図9(b)には、上述のようにしてLD構造がGaN系基板200上に形成されたウェハの上面図を、それぞれ示す。
図10を参照して、上述のようにしてウェハから分割されて形成されたGaN系半導体レーザ素子3の構成について説明する。
本発明の第4の実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図11は、ウェハの分割を説明するための断面図及び上面図である。図12は、分割されたGaN系半導体レーザ素子の外観斜視図である。
(ウェハの形成)
本実施形態において形成されるウェハは、第1の実施形態と同様、図2のような断面図で表されるウェハであるものとする。よって、その形成方法については、第1の実施形態を参照するものとして、詳細な説明は省略する。
次に、図11を参照して本実施形態におけるウェハの分割方法を説明する。図11(a)には、上述のようにしてLD構造がGaN系基板200上に形成されたウェハの断面図を、図11(b)には、上述のようにしてLD構造がGaN系基板200上に形成されたウェハの上面図を、それぞれ示す。
図12を参照して、上述のようにしてウェハから分割されて形成されたGaN系半導体レーザ素子1aの構成について説明する。尚、図12のGaN系半導体レーザ素子1aは、図4のGaN系半導体レーザ素子1と同一の部分については、同一の符号付して、その詳細な説明を省略する。
10,200 GaN系基板
11,21,31 LD構造
12,22,32 ミラー端面
13,23,33 ストライプ状導波路
14,15,25,35 溝入れ部
201 n−GaNバッファ層
202 n−GaNコンタクト層
203 n−AlGaNクラッド層
204 n−GaN光ガイド層
205 InGaN多重量子井戸活性層
206 p−AlGaN蒸発防止層
207 p−GaN光ガイド層
208 p−AlGaNクラッド層
209 p−GaNコンタクト層
210 n電極
211 リッジストライプ部
212 SiO2誘電体膜
213 p電極
Claims (16)
- III族元素と窒素とを含む化合物で構成される窒化物半導体基板上に、該窒化物半導体基板の劈開面と等しい劈開面を備えるとともにIII族元素と窒素とを含む化合物で構成される窒化物半導体からなる窒化物半導体層を堆積して構成されるとともに、前記窒化物半導体層に複数のストライプ状光導波路が構成された窒化物半導体ウェハにおいて、
前記ストライプ状光導波路に対して実質的に垂直な方向に劈開するとともに、前記窒化物半導体基板の<11−20>方向または<11−20>方向と等価な方向に劈開するための劈開導入溝と、
前記窒化物半導体基板の<11−20>方向または<11−20>方向と等価な方向に延びた劈開補助溝と、
を有し、前記劈開導入溝は前記ストライプ状光導波路の直上以外の位置にあって平面視で前記劈開補助溝と同じ位置で、前記窒化物半導体層の表面側から前記窒化物半導体基板にまで到達して形成されるとともに、断続的な破線状に複数形成され、
前記劈開補助溝は前記ストライプ状光導波路の直上以外の位置にあって前記窒化物半導体層の表面側に断続的に複数形成され、
前記劈開補助溝の深さは前記劈開導入溝の深さよりも浅いとともに、前記劈開補助溝の幅は前記劈開導入溝の幅よりも広いことを特徴とする窒化物半導体ウェハ。 - 前記窒化物半導体基板と前記窒化物半導体層との界面から前記劈開導入溝の最深部分までの深さdが、1≦d≦10μmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体ウェハ。
- 前記複数の劈開導入溝のうち少なくとも1つは、平面視でその始点及び終点がともに前記窒化物ウェハ中にあることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の窒化物半導体ウェハ。
- 前記劈開導入溝が、前記窒化物半導体ウェハを前記窒化物半導体基板を下として2次元に投影したとき、前記ストライプ状光導波路に対して垂直な方向において、前記ストライプ状光導波路から少なくとも50μm離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の窒化物半導体ウェハ。
- 前記劈開導入溝が、前記窒化物半導体ウェハを前記窒化物半導体基板を下として2次元に投影したとき、前記ストライプ状光導波路に対して垂直な方向において、前記ストライプ状光導波路から少なくとも100μm離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の窒化物半導体ウェハ。
- 前記窒化物半導体ウェハの厚さが80〜160μmであることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の窒化物半導体ウェハ。
- 前記劈開導入溝は、ダイヤモンド針で罫書きするスクライブが誘電体膜の上から施されることによって形成されることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の窒化物半導体ウェハ。
- 同一直線上の前記劈開導入溝の少なくとも1組が、1mm以内の間隔に設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の窒化物半導体ウェハ。
- III族元素と窒素とを含む化合物で構成される窒化物半導体基板上に、該窒化物半導体基板の劈開面と等しい劈開面を備えるとともにIII族元素と窒素を含む化合物で構成される窒化物半導体層を堆積して構成されるとともに、前記窒化物半導体層に複数のストライプ状光導波路が構成された窒化物半導体ウェハから窒化物半導体素子を得るための窒化物半導体素子の製造方法において、
前記窒化物半導体ウェハに対して、前記窒化物半導体基板の<11−20>方向または<11−20>方向と等価な方向に延びた劈開補助溝を前記窒化物半導体層の表面側に形成する第1工程と、
前記ストライプ状光導波路に垂直な方向に劈開するとともに、前記窒化物半導体基板の<11−20>方向または<11−20>方向と等価な方向に劈開するための複数の劈開導入溝を前記窒化物半導体層の表面側に断続的な破線状に形成する第2工程と、
前記劈開導入溝に沿って前記窒化物半導体ウェハを劈開する第3工程と、
を含み、第1工程では前記劈開補助溝の深さが前記劈開導入溝の深さよりも浅くなるとともに前記劈開補助溝の幅が前記劈開導入溝の幅よりも広くなるように前記劈開補助溝が前記ストライプ状光導波路直上以外の位置に形成されるとともに、
第2工程では前記劈開導入溝が前記ストライプ状光導波路直上以外の位置にあって平面視で前記劈開補助溝と同じ位置に形成されるとともに、前記窒化物半導体基板にまで到達して形成されることを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記劈開導入溝が同一の破線上において、1mm以下の間隔毎に設けられることを特徴とする請求項9に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記劈開導入溝が同一の破線上において、前記ストライプ状光導波路の間毎に設けられることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 劈開導入溝自身が連続的な直線状に形成されることを特徴とする請求項9〜請求項11のいずれかに記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 劈開導入溝自身が断続的な破線状に形成されることを特徴とする請求項9〜請求項11のいずれかに記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記劈開導入溝が、前記窒化物半導体ウェハを前記窒化物半導体基板を下として2次元に投影したとき、前記ストライプ状光導波路に対して垂直な方向において、前記ストライプ状光導波路から少なくとも50μm離れた位置に形成されることを特徴とする請求項9〜請求項13のいずれかに記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記劈開導入溝が、前記窒化物半導体ウェハを前記窒化物半導体基板を下として2次元に投影したとき、前記ストライプ状光導波路に対して垂直な方向において、前記ストライプ状光導波路から少なくとも100μm離れた位置に形成されることを特徴とする請求項14に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記劈開導入溝は、ダイヤモンド針で罫書きするスクライブが誘電体膜の上から施されることによって形成されることを特徴とする請求項9〜請求項15のいずれかに記載の窒化物半導体素子の製造方法。
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