JP6699182B2 - Semiconductor laser and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は半導体レーザーおよびその製造方法に係り、光通信分野での使用に好適な半導体レーザーおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor laser suitable for use in the field of optical communication and a manufacturing method thereof.

特許文献1〜3には、メサ部を備える半導体レーザーが開示されている。また、特許文献1に示す半導体レーザーは、ボンディングパッドの下部およびメサ部において、基板の表面に結晶成長層を備える。   Patent Documents 1 to 3 disclose semiconductor lasers having a mesa portion. The semiconductor laser disclosed in Patent Document 1 includes a crystal growth layer on the surface of the substrate below the bonding pad and at the mesa portion.

特開平3−263388号公報JP-A-3-263388 特開2001−94211号公報JP 2001-94211 A 特開2004−363147号公報JP 2004-363147 A

結晶成長層は、基板を反らせるストレスを発生させる。このため、結晶成長層を備えた半導体レーザーでは、基板の反りが発生する場合がある。   The crystal growth layer generates stress that warps the substrate. For this reason, in the semiconductor laser provided with the crystal growth layer, the warp of the substrate may occur.

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、第1の目的はメサ部を備えた半導体レーザーについて、基板の反りを抑制することが可能な半導体レーザーを得ることである。
第2の目的は、基板の反りを抑制することが可能な半導体レーザーの製造方法を得ることである。
The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to obtain a semiconductor laser having a mesa portion that can suppress the warp of the substrate.
The second object is to obtain a method for manufacturing a semiconductor laser capable of suppressing the warp of the substrate.

N型およびP型の一方である第1型の基板と、前記基板の表面に配置され、結晶成長層を備えたメサ部と、を含む構造体を備える半導体レーザーであって、前記構造体の前記メサ部の一方の側は、全域にわたり前記基板が露出した第1露出部であり、前記構造体の前記メサ部の他方の側は、前記メサ部に隣接する位置に形成され前記基板が露出した状態となっている第2露出部を有し、前記半導体レーザーは前記構造体を覆い、前記メサ部の上面に開口部を備えた絶縁層と、前記絶縁層の表面において、前記メサ部と前記メサ部の両側の規定領域を含む連続領域を覆い、前記開口部において前記結晶成長層と接触するように設けられたN型及びP型の他方である第2型の電極と、前記第2型の電極の表面に前記連続領域を覆うように配置された表面めっき層と、前記構造体の裏面に配置された第1型の電極と、前記第1型の電極の裏面に配置された裏面めっき層と、を備え、前記表面めっき層および前記裏面めっき層は、前記基板の反りを抑制するような厚さを備える。   What is claimed is: 1. A semiconductor laser comprising a structure including a first-type substrate that is one of an N-type and a P-type, and a mesa portion that is disposed on the surface of the substrate and that includes a crystal growth layer. One side of the mesa portion is a first exposed portion where the substrate is exposed over the entire area, and the other side of the mesa portion of the structure is formed at a position adjacent to the mesa portion and the substrate is exposed. An insulating layer having a second exposed portion that is in a closed state, the semiconductor laser covering the structure, and having an opening on the upper surface of the mesa portion, and the mesa portion on the surface of the insulating layer. A second-type electrode that is the other of the N-type and P-type and is provided so as to cover a continuous region including defined regions on both sides of the mesa portion and to be in contact with the crystal growth layer in the opening; A surface plating layer arranged on the surface of the mold electrode so as to cover the continuous region, a first type electrode arranged on the back surface of the structure, and a back surface arranged on the back surface of the first type electrode. A plating layer, and the front surface plating layer and the back surface plating layer have a thickness that suppresses warpage of the substrate.

N型およびP型の一方である第1型の基板の表面に結晶成長層を形成する工程と、前記結晶成長層をエッチングし、メサ部と、前記メサ部の一方の側で全域にわたり前記基板を露出させる第1露出部と、前記メサ部の他方の側で前記メサ部に隣接する位置に前記基板を露出させる第2露出部と、を形成するメサ部形成工程と、前記結晶成長層および前記基板を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記メサ部の上面おいて、前記絶縁層に開口部を形成する工程と、前記絶縁層の表面に、前記メサ部と前記メサ部の両側の規定領域を含む連続領域を覆うようにN型及びP型の他方である第2型の電極を形成する工程と、前記第2型の電極の表面に、前記連続領域を覆うように表面めっき層を形成する表面めっき層形成工程と、前記基板の裏面に第1型の電極を形成する工程と、前記第1型の電極の下面に裏面めっき層を形成する裏面めっき層形成工程と、を備え、前記表面めっき層および前記裏面めっき層は、前記基板の反りを抑制するような厚さに形成される。   Forming a crystal growth layer on the surface of a first type substrate which is one of N-type and P-type; etching the crystal growth layer to form the mesa portion and the substrate over the entire region on one side of the mesa portion; Forming a first exposed portion that exposes the substrate and a second exposed portion that exposes the substrate at a position adjacent to the mesa portion on the other side of the mesa portion; Forming an insulating layer so as to cover the substrate; forming an opening in the insulating layer on the upper surface of the mesa; and forming a surface of the insulating layer on both sides of the mesa and the mesa. Forming a second type electrode, which is the other of the N type and the P type, so as to cover the continuous region including the prescribed region, and surface plating the surface of the second type electrode so as to cover the continuous region. A surface plating layer forming step of forming a layer, a step of forming a first type electrode on the back surface of the substrate, and a back surface plating layer forming step of forming a back surface plating layer on the lower surface of the first type electrode. The front surface plating layer and the back surface plating layer are formed to have a thickness that suppresses warpage of the substrate.

本発明における半導体レーザーでは、メサ部の少なくとも片側の全域において、結晶成長層が除去されている。このため、結晶成長層から基板が受けるストレスが低減される。このとき、基板が受けるストレスの内、表面めっき層および裏面めっき層が基板に与えるストレスの割合が大きくなる。表面めっき層と裏面めっき層は、基板に対して逆向きのストレスを与える。本発明では、表面めっき層と裏面めっき層の厚さが基板の反りを抑制するように調整されている。このため、本発明によれば反りの小さな半導体レーザーを得ることができる。   In the semiconductor laser according to the present invention, the crystal growth layer is removed over the entire area of at least one side of the mesa portion. Therefore, the stress received by the substrate from the crystal growth layer is reduced. At this time, the ratio of the stress applied to the substrate by the front surface plating layer and the back surface plating layer is large among the stresses applied to the substrate. The front surface plating layer and the back surface plating layer give opposite stresses to the substrate. In the present invention, the thicknesses of the front surface plating layer and the back surface plating layer are adjusted so as to suppress the warp of the substrate. Therefore, according to the present invention, a semiconductor laser with a small warp can be obtained.

また、本発明における半導体レーザーの製造方法は、メサ部の少なくとも片側の結晶成長層をすべてエッチングする工程を備える。このため、結晶成長層が小さくなり、結晶成長層から基板が受けるストレスが低減される。このとき、基板が受けるストレスの内、表面めっき層および裏面めっき層が基板に与えるストレスの割合が大きくなる。表面めっき層と裏面めっき層は、基板に対して逆向きのストレスを与える。本発明では、表面めっき層と裏面めっき層の厚さが基板の反りを抑制するように調整されている。このため、本発明によれば反りの小さな半導体レーザーを得ることができる。   Further, the method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention includes a step of etching the crystal growth layer on at least one side of the mesa portion. Therefore, the crystal growth layer becomes smaller, and the stress received by the substrate from the crystal growth layer is reduced. At this time, the ratio of the stress applied to the substrate by the front surface plating layer and the back surface plating layer is large among the stresses applied to the substrate. The front surface plating layer and the back surface plating layer give opposite stresses to the substrate. In the present invention, the thicknesses of the front surface plating layer and the back surface plating layer are adjusted so as to suppress the warp of the substrate. Therefore, according to the present invention, a semiconductor laser with a small warp can be obtained.

本発明の実施の形態1において基板の表面に結晶成長層を設けた状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a crystal growth layer is provided on the surface of the substrate in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1において図1をエッチングした状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which etched FIG. 1 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において図2に上に絶縁層を設けた状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which an insulating layer is provided on FIG. 2 in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1において図3に第2型の電極および表面めっき層を設けた状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a second type electrode and a surface plating layer are provided in FIG. 3 in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1において図4の状態を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing the state of FIG. 4 in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1における半導体レーザーの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1における半導体レーザーの下面図である。FIG. 3 is a bottom view of the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention. 比較例において基板の表面に結晶成長層を設けた状態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a crystal growth layer is provided on the surface of a substrate in a comparative example. 比較例において図8をエッチングした状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which etched FIG. 8 in a comparative example. 比較例において図9の上に絶縁膜パッドを設けた状態を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing a state in which an insulating film pad is provided on top of FIG. 9 in a comparative example. 比較例において図10の上に絶縁層、第2型の電極および表面めっき層を設けた状態を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which an insulating layer, a second-type electrode, and a surface plating layer are provided on top of FIG. 10 in a comparative example. 比較例における半導体レーザーの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor laser in a comparative example. 比較例における半導体レーザーの平面図である。It is a top view of the semiconductor laser in a comparative example. 本発明の実施の形態2における半導体レーザーの平面図である。FIG. 6 is a plan view of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3における半導体レーザーの平面図である。FIG. 7 is a plan view of a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態4における半導体レーザーの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor laser in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における半導体レーザーの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor laser in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6における半導体レーザーの下面図である。FIG. 13 is a bottom view of the semiconductor laser according to the sixth embodiment of the present invention. 比較例における半導体レーザーの下面図である。It is a bottom view of the semiconductor laser in a comparative example.

本発明の実施の形態に係る半導体レーザーおよびその製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。   A semiconductor laser and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.

実施の形態1.
図1〜図7は、実施の形態1に係る半導体レーザー100の製造方法を説明する図である。図1では、基板10の表面に結晶成長層20が設けられている。基板10は第1型のInP基板である。ここで、第1型はN型およびP型の一方を示す。また、第2型はN型およびP型の他方を示す。結晶成長層20は以下に示す工程で形成される。まず、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)により第1型のInPクラッド層、活性層12、第2型のInPクラッド層をこの順に積層する。次に、第2型のInPクラッド層の表面に、絶縁膜で共振方向のストライプパターンを形成する。次にRIE(Reactive Ion Etching)によりエッチングを行い、絶縁膜下にリッジ14を形成する。
Embodiment 1.
1 to 7 are views for explaining the method of manufacturing the semiconductor laser 100 according to the first embodiment. In FIG. 1, the crystal growth layer 20 is provided on the surface of the substrate 10. The substrate 10 is a first type InP substrate. Here, the first type indicates one of N type and P type. The second type indicates the other of N type and P type. The crystal growth layer 20 is formed by the steps shown below. First, a first type InP clad layer, an active layer 12, and a second type InP clad layer are laminated in this order by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition). Next, a stripe pattern in the resonance direction is formed of an insulating film on the surface of the second type InP clad layer. Next, etching is performed by RIE (Reactive Ion Etching) to form the ridge 14 under the insulating film.

次に、MOCVDにより、第1型のInP層、第2型のInP層16、第1型のInP層をこの順で積層する。これにより、リッジ14の側面が埋められる。また、電流が活性層12に効率よく流れるようになる。次に、絶縁膜をエッチングで除去する。次に、MOCVDにより、第2型のInP層と第2型のInGaAs層をこの順に積層する。InGaAs層は電極とのコンタクト層18となる。以上の工程から、基板10の上に結晶成長層20が形成される。   Next, the first-type InP layer, the second-type InP layer 16, and the first-type InP layer are laminated in this order by MOCVD. As a result, the side surface of the ridge 14 is filled. Further, the current can efficiently flow into the active layer 12. Next, the insulating film is removed by etching. Next, a second type InP layer and a second type InGaAs layer are stacked in this order by MOCVD. The InGaAs layer becomes the contact layer 18 with the electrode. Through the above steps, the crystal growth layer 20 is formed on the substrate 10.

次に、メサ部形成工程を実施する。メサ部形成工程では、図2に示すように、エッチングによりメサ部22を形成する。この時、メサ部22を除く全ての結晶成長層20がエッチングにより除去される。この結果、メサ部の両側に、基板10が露出した第1露出部32および第2露出部34が形成される。以上から基板10および結晶成長層20を備えた構造体36が形成される。   Next, a mesa portion forming step is performed. In the mesa portion forming step, as shown in FIG. 2, the mesa portion 22 is formed by etching. At this time, all the crystal growth layers 20 except the mesa portion 22 are removed by etching. As a result, the first exposed portion 32 and the second exposed portion 34 exposing the substrate 10 are formed on both sides of the mesa portion. From the above, the structure 36 including the substrate 10 and the crystal growth layer 20 is formed.

次に、図3に示すように、構造体36を覆うように絶縁層24を成膜する。絶縁層24により、結晶成長層20が保護される。また、素子の容量が低減される。次に、メサ部22の上面の絶縁層24を除去する。これにより、絶縁層24に開口部26が形成され、コンタクト層18が露出する。開口部26は、コンタクト層18と電極の接触のために設けられる。   Next, as shown in FIG. 3, the insulating layer 24 is formed so as to cover the structure 36. The crystal growth layer 20 is protected by the insulating layer 24. Moreover, the capacitance of the element is reduced. Next, the insulating layer 24 on the upper surface of the mesa portion 22 is removed. As a result, the opening 26 is formed in the insulating layer 24 and the contact layer 18 is exposed. The opening 26 is provided for contact between the contact layer 18 and the electrode.

次に、図4に示すように、絶縁層24の表面に第2型の電極28を成膜する。第2型の電極28はオーミック電極である。第2型の電極28は、開口部26においてコンタクト層18と接触する。開口部26においてコンタクト層18と第2型の電極28が接触することで、活性層12に効率よく電流を流すことが可能になる。また、活性層12に効率よく電流を流すため、第2型の電極28は低抵抗となっている。第2型の電極28は、メサ部22の両側のボンディングワイヤの結線領域39とメサ部22を含む連続領域48(図5参照)を覆うように形成される。   Next, as shown in FIG. 4, a second-type electrode 28 is formed on the surface of the insulating layer 24. The second type electrode 28 is an ohmic electrode. The second-type electrode 28 contacts the contact layer 18 in the opening 26. The contact between the contact layer 18 and the second-type electrode 28 in the opening 26 enables an efficient current flow in the active layer 12. Further, since the current is efficiently passed through the active layer 12, the second-type electrode 28 has a low resistance. The second-type electrode 28 is formed so as to cover the bonding wire connection regions 39 on both sides of the mesa portion 22 and the continuous region 48 (see FIG. 5) including the mesa portion 22.

次に、表面めっき層形成工程を実施する。本実施の形態では、電解金めっきによりめっき層を形成する。めっき液はノンシアンの光沢電界めっき液を使用する。めっき形成時の液温は50℃であり、攪拌を実施し、電流密度は4mA/cm−2とする。電解金めっきでは、給電層とフォトレジストパターンを使用した選択めっきが可能である。また、めっきの厚さを調整することが出来る。表面めっき層形成工程では、まず、第2型の電極28の表面に第1めっき層30を形成する。第1めっき層30は、第2型の電極28を給電層として形成する。また、第1めっき層30は、フォトレジストパターンを用いて、ボンディングワイヤの結線領域39とメサ部22を含む連続領域48を覆うように形成する。第1めっき層30により、第2型の電極28と活性層12との間の低抵抗性が向上する。   Next, a surface plating layer forming step is performed. In the present embodiment, the plated layer is formed by electrolytic gold plating. As the plating solution, a non-cyan bright electric field plating solution is used. The liquid temperature at the time of forming the plating is 50° C., stirring is performed, and the current density is 4 mA/cm −2. In electrolytic gold plating, selective plating using a power supply layer and a photoresist pattern is possible. Also, the thickness of plating can be adjusted. In the surface plating layer forming step, first, the first plating layer 30 is formed on the surface of the second type electrode 28. The first plating layer 30 forms the second type electrode 28 as a power feeding layer. The first plating layer 30 is formed using a photoresist pattern so as to cover the connection region 39 of the bonding wire and the continuous region 48 including the mesa portion 22. The first plating layer 30 improves low resistance between the second-type electrode 28 and the active layer 12.

次に、第2めっき層38を形成する。第2めっき層38は、第1めっき層30を給電層として形成する。また、第2めっき層38は、フォトレジストパターンを用いて、ボンディングワイヤの結線領域39に形成する。第2めっき層38は、ワイヤボンディングのためのボンディングパッドとなる。また、矢印46に示すように、第2めっき層38は、上面がメサ部22の上面よりも高くなるように形成される。このため、後工程または組み立て時においてメサ部22を保護することが可能になる。   Next, the second plating layer 38 is formed. The second plating layer 38 is formed by using the first plating layer 30 as a power feeding layer. The second plating layer 38 is formed on the connection area 39 of the bonding wire using a photoresist pattern. The second plating layer 38 becomes a bonding pad for wire bonding. Further, as shown by the arrow 46, the second plating layer 38 is formed so that the upper surface thereof is higher than the upper surface of the mesa portion 22. Therefore, it becomes possible to protect the mesa portion 22 in the subsequent process or at the time of assembly.

第1めっき層30および第2めっき層38は、表面めっき層40を構成する。表面めっき層40は、表面めっき層形成工程の完了時に、結晶成長層20、第2型の電極28および絶縁層24が基板10を反らせるストレスよりも大きなストレスを基板10に与える厚さに設ける。本実施の形態では、表面めっき層形成工程の完了時に、基板10が表面めっき層40形成側に凸に反るように、表面めっき層40の厚さを設定する。   The first plating layer 30 and the second plating layer 38 form a surface plating layer 40. The surface plating layer 40 is provided with a thickness that gives a larger stress to the substrate 10 than the stress that the crystal growth layer 20, the second-type electrode 28, and the insulating layer 24 warp the substrate 10 when the surface plating layer forming step is completed. In the present embodiment, when the surface plating layer forming step is completed, the thickness of surface plating layer 40 is set so that substrate 10 has a convex warp on the surface plating layer 40 forming side.

ここで、基板に反りを発生させるストレスの強さは層の厚さに比例する。本実施の形態において、各層の厚さは、結晶成長層20が5μmt、絶縁層24が0.5μmt、第2型の電極28が0.5μmtである。ここで、本実施の形態では結晶成長層20がメサ部22を除いてエッチングされている。このため、結晶成長層20が基板10に与えるストレスは小さくなっている。本実施の形態において、基板10を表面めっき層40形成側に凸に反らせるためには、第1めっき層30の厚さを3μmt以上に形成すればよい。   Here, the strength of stress that causes the substrate to warp is proportional to the layer thickness. In this embodiment, the crystal growth layer 20 has a thickness of 5 μmt, the insulating layer 24 has a thickness of 0.5 μmt, and the second-type electrode 28 has a thickness of 0.5 μmt. Here, in the present embodiment, the crystal growth layer 20 is etched except for the mesa portion 22. Therefore, the stress applied to the substrate 10 by the crystal growth layer 20 is small. In the present embodiment, in order to convexly warp substrate 10 toward the surface plating layer 40 formation side, first plating layer 30 may be formed to a thickness of 3 μmt or more.

本実施の形態では、第1めっき層30の厚さを調整したが、第2めっき層38の厚さを調整して基板10を表面側に凸に反らせるものとしてもよい。また、第1めっき層30および第2めっき層38の両方の厚さを調整しても良い。本実施の形態では、表面めっき層40を、所望の反りが得られるように予め決められた厚さに設定した。これに対し、基板10の反りを測定する工程を設け、測定値から基板10を凸に反らせる表面めっき層40の厚さを決定してもよい。   Although the thickness of the first plating layer 30 is adjusted in the present embodiment, the thickness of the second plating layer 38 may be adjusted so that the substrate 10 is convexly warped toward the front surface side. Further, the thicknesses of both the first plating layer 30 and the second plating layer 38 may be adjusted. In this embodiment, the surface plating layer 40 is set to have a predetermined thickness so that a desired warp can be obtained. On the other hand, a step of measuring the warp of the substrate 10 may be provided, and the thickness of the surface plating layer 40 that causes the substrate 10 to warp convexly may be determined from the measured value.

図5は、図4の状態を示す平面図である。上述したように、第2型の電極28および第1めっき層30は、ボンディングワイヤの結線領域39とメサ部22を含む連続領域48を覆うように設けられる。本実施の形態において、連続領域48は第1めっき層30に覆われる領域である。連続領域48は平面図において十字型である。また、第2型の電極28は連続領域48を含むように設けられる。第2型の電極28は、メサ部22に対して対称に設けられ、基板10の幅と同等の幅を備えるように設けられる。また、本実施の形態では連続領域48を十字型としたが、連続領域48は基板10の全域を覆うものとしても良い。   FIG. 5 is a plan view showing the state of FIG. As described above, the second-type electrode 28 and the first plating layer 30 are provided so as to cover the connection region 39 of the bonding wire and the continuous region 48 including the mesa portion 22. In the present embodiment, continuous region 48 is a region covered with first plating layer 30. The continuous region 48 has a cross shape in a plan view. The second type electrode 28 is provided so as to include the continuous region 48. The second-type electrode 28 is provided symmetrically with respect to the mesa portion 22 and has a width equal to that of the substrate 10. Further, although the continuous region 48 has a cross shape in the present embodiment, the continuous region 48 may cover the entire area of the substrate 10.

次に、基板10の裏面の加工を行う。図6に示すように、研削またはポリッシュにより基板10を400μmtから100μmt以下に薄くする。次に、基板10の裏面に、第1型の電極42を成膜する。第1型の電極42はオーミック電極である。次に、裏面めっき層形成工程を実施する。裏面めっき層形成工程では、第1型の電極42の裏面に裏面めっき層44を形成する。裏面めっき層44は、フォトレジストパターンを用いて電解金めっきにより形成する。裏面めっき層44の厚さは、裏面めっき層形成工程の完了時に基板10の反りが相殺されるように調整する。図7は、本実施の形態における半導体レーザー100の下面図である。裏面めっき層44は基板10の外周部を除いて形成される。   Next, the back surface of the substrate 10 is processed. As shown in FIG. 6, the substrate 10 is thinned from 400 μmt to 100 μmt or less by grinding or polishing. Next, the first-type electrode 42 is formed on the back surface of the substrate 10. The first type electrode 42 is an ohmic electrode. Next, a back plating layer forming step is performed. In the back surface plating layer forming step, the back surface plating layer 44 is formed on the back surface of the first-type electrode 42. The back surface plating layer 44 is formed by electrolytic gold plating using a photoresist pattern. The thickness of the back plating layer 44 is adjusted so that the warpage of the substrate 10 is canceled when the back plating layer forming step is completed. FIG. 7 is a bottom view of the semiconductor laser 100 according to the present embodiment. The back surface plating layer 44 is formed excluding the outer peripheral portion of the substrate 10.

本実施の形態において、第1めっき層30と裏面めっき層44の面積比は30対50である。第1めっき層30および裏面めっき層44によるストレスのみによって、基板10の反りが発生すると仮定した場合、裏面めっき層44の厚さは第1めっき層30の30/50となるように設定すればよい。第1めっき層30の厚さが3μmtである場合、裏面めっき層44の厚さは1.8μmtとなる。本実施の形態では、裏面めっき層44を、反りが相殺されるように予め決められた厚さに設定した。これに対し、表面めっき層形成工程の場合と同様に、基板10の反りを測定する工程を備えてもよい。この場合、反りの測定値から基板10の反りを相殺する裏面めっき層44の厚さを決定する。以上でウエハ工程が完了する。   In the present embodiment, the area ratio of first plating layer 30 and back plating layer 44 is 30:50. Assuming that the warp of the substrate 10 occurs only by the stress caused by the first plating layer 30 and the back plating layer 44, the thickness of the back plating layer 44 may be set to be 30/50 of that of the first plating layer 30. Good. When the thickness of the first plating layer 30 is 3 μmt, the thickness of the back surface plating layer 44 is 1.8 μmt. In the present embodiment, backside plating layer 44 is set to a predetermined thickness so as to cancel the warpage. On the other hand, as in the case of the surface plating layer forming step, a step of measuring the warp of the substrate 10 may be provided. In this case, the thickness of the back surface plating layer 44 that cancels the warp of the substrate 10 is determined from the measured warp value. This completes the wafer process.

次に、比較例に係る半導体レーザー110の製造方法を説明する。図8は、基板10の表面に活性層12および結晶成長層20を形成した状態を示す。ここまでの製造方法は、本実施の形態における半導体レーザー100の場合と同様である。次に、図9に示すように、メサ部122の両側の一部分について結晶成長層20をエッチングする。この結果、メサ部122の両側に結晶成長層201および202が残る。   Next, a method of manufacturing the semiconductor laser 110 according to the comparative example will be described. FIG. 8 shows a state in which the active layer 12 and the crystal growth layer 20 are formed on the surface of the substrate 10. The manufacturing method up to this point is similar to that of the semiconductor laser 100 in the present embodiment. Next, as shown in FIG. 9, the crystal growth layer 20 is etched on portions on both sides of the mesa portion 122. As a result, the crystal growth layers 201 and 202 remain on both sides of the mesa portion 122.

次に、図10に示すように、結晶成長層201および202の表面に絶縁膜パッド211及び212を形成する。次に、図11に示すように、メサ部122、結晶成長層201、202および基板10を覆うように絶縁層124を形成する。また、絶縁層124には、メサ部122の上面において開口部126が形成される。また、絶縁層124の表面には、第2型の電極128および表面めっき層130が形成される。次に、基板10の裏面を加工する。図12に示すように、400μmtの基板10を100μmt以下に薄くする。次に、基板10の裏面に、第1型の電極142および裏面めっき層144を形成する。以上でウエハ工程が完了する。図13は、比較例に係る半導体レーザー110の平面図である。   Next, as shown in FIG. 10, insulating film pads 211 and 212 are formed on the surfaces of the crystal growth layers 201 and 202. Next, as shown in FIG. 11, an insulating layer 124 is formed so as to cover the mesa portion 122, the crystal growth layers 201 and 202, and the substrate 10. An opening 126 is formed in the insulating layer 124 on the upper surface of the mesa 122. Further, the second type electrode 128 and the surface plating layer 130 are formed on the surface of the insulating layer 124. Next, the back surface of the substrate 10 is processed. As shown in FIG. 12, the substrate 10 of 400 μmt is thinned to 100 μmt or less. Next, the first-type electrode 142 and the back surface plating layer 144 are formed on the back surface of the substrate 10. This completes the wafer process. FIG. 13 is a plan view of the semiconductor laser 110 according to the comparative example.

上述したように、基板に反りを発生させるストレスの強さは層の厚さに比例する。比較例において、結晶成長層20からのストレスが主要因となり、基板10に反りが発生する。なお、図12に示す基板10を薄くした状態では、表面工程の完了時である図11の状態と比較して基板厚がおよそ1/4になっている。この時、表面工程の完了時と比較して、基板10にはおよそ4倍の反りが発生している。   As described above, the strength of stress that causes the substrate to warp is proportional to the thickness of the layer. In the comparative example, the stress from the crystal growth layer 20 is a main factor, and the substrate 10 is warped. In the thinned state of the substrate 10 shown in FIG. 12, the substrate thickness is about ¼ of that in the state shown in FIG. 11, which is the completion of the surface process. At this time, the substrate 10 is warped about four times as much as when the surface process is completed.

半導体レーザーの後工程では、単体の素子を得るために、ウエハをヘキカイしてバーの状態に分割する。ここで、ヘキカイを行う際に、ウエハが反っていると衝撃が均一に伝わらないことがある。このため、分割不良を起こし易くなる。また、光通信分野では通信量の増大による高速化が進んでいる。このため、素子の共振器長が小さくなる傾向にある。共振器長が小さくなると、ヘキカイにおいて細いバーを切り出す必要がある。細いバーを切り出す場合、ウエハ反りの影響により、さらに分割不良を起こし易くなる。また、加工機の励起用光源では高出力化および高効率化のために、素子が複数並んだバーの状態で組立をすることがある。この時、バーの反りが大きいと、半田の回り込み不足が発生する可能性がある。この時、組み立て不良が発生し易くなる。   In the subsequent process of the semiconductor laser, the wafer is divided into bars in order to obtain a single device. Here, the impact may not be transmitted evenly when the wafer is warped during the breaking. For this reason, division failure is likely to occur. In the field of optical communication, the speed of communication is increasing due to the increase in communication volume. Therefore, the resonator length of the element tends to be small. As the resonator length becomes smaller, it is necessary to cut out a thin bar at the end of the cavity. When a thin bar is cut out, the wafer is more likely to cause division defects due to the influence of the warp. Further, in the excitation light source of the processing machine, in order to increase the output and the efficiency, the assembly may be performed in a bar state in which a plurality of elements are arranged. At this time, if the warp of the bar is large, there is a possibility that the solder does not wrap around sufficiently. At this time, assembly failure is likely to occur.

本実施の形態では、結晶成長層20はメサ部22の両側の全域に渡って除去される。従って、結晶成長層20によるストレスは低減される。この結果、基板10が受けるストレスの内、表面めっき層40および裏面めっき層44が基板10に与えるストレスの割合が大きくなる。従って、表面めっき層40および裏面めっき層44を基板10が受けるストレスの主要因とすることが可能になる。このため、表面めっき層40および裏面めっき層44の厚さの調整で、反りを抑制することが可能になる。   In the present embodiment, the crystal growth layer 20 is removed over the entire area on both sides of the mesa portion 22. Therefore, the stress caused by the crystal growth layer 20 is reduced. As a result, the ratio of the stress applied to the substrate 10 by the front surface plating layer 40 and the back surface plating layer 44 increases in the stress applied to the substrate 10. Therefore, the front surface plating layer 40 and the back surface plating layer 44 can be main factors of the stress applied to the substrate 10. Therefore, the warp can be suppressed by adjusting the thicknesses of the front surface plating layer 40 and the back surface plating layer 44.

各めっき層は、基板10をめっき形成側に凸に反らせるストレスを発生させる。表面めっき層形成工程において、基板10が表面めっき層40形成側に凸に反るように、表面めっき層40の厚さを調整する。また、裏面めっき層44は、表面めっき層40と逆向きのストレスを発生させる。従って、裏面めっき層44を形成することで、表面方向に凸に反った基板10の反りを抑制することが可能になる。さらに、裏面めっき層44の厚さを調整することで、基板10の反りを相殺することが出来る。従って、ウエハ工程の完了時に、ウエハの反りが緩和される。このため、ウエハの分割不良および組み立て不良を抑制することが可能になる。   Each plating layer generates a stress that causes the substrate 10 to be convexly warped toward the plating formation side. In the surface plating layer forming step, the thickness of the surface plating layer 40 is adjusted so that the substrate 10 warps convexly on the surface plating layer 40 forming side. In addition, the back surface plating layer 44 generates stress in the opposite direction to the front surface plating layer 40. Therefore, by forming the back surface plating layer 44, it is possible to suppress the warp of the substrate 10 that is convexly warped in the front surface direction. Further, by adjusting the thickness of the back surface plating layer 44, the warp of the substrate 10 can be offset. Therefore, the warp of the wafer is alleviated when the wafer process is completed. For this reason, it is possible to suppress wafer division defects and assembly defects.

また、PN接合を含む結晶成長層が電極に挟まれた場合、素子容量が大きくなる。素子容量が大きいと、高速通信の妨げとなる場合がある。素子容量を小さくするためには、絶縁層を厚くすることが考えられる。この場合、プロセスが不安定化する場合がある。また、素子容量を小さくする別の方法として、電極面積を小さくすることが考えられる。この場合、ワイヤボンディング工程の効率が低下する可能性がある。   Further, when the crystal growth layer including the PN junction is sandwiched between the electrodes, the device capacitance becomes large. A large element capacity may hinder high-speed communication. In order to reduce the element capacitance, it is possible to increase the thickness of the insulating layer. In this case, the process may become unstable. Further, as another method for reducing the element capacitance, it is conceivable to reduce the electrode area. In this case, the efficiency of the wire bonding process may decrease.

これに対し、本実施の形態では、結晶成長層20の領域が小さい。従って素子容量が低減される。このため、絶縁層24を薄膜化することが出来る。この時、プロセスを安定化させることが可能になる。また、電極面積を大きくすることが出来る。このため、ワイヤボンディング工程の効率を向上させることが可能になる。   On the other hand, in this embodiment, the region of the crystal growth layer 20 is small. Therefore, the element capacitance is reduced. Therefore, the insulating layer 24 can be thinned. At this time, the process can be stabilized. Moreover, the electrode area can be increased. Therefore, the efficiency of the wire bonding process can be improved.

本実施の形態では、表面めっき層40を形成してから裏面めっき層44を形成するものとした。本実施の形態の変形例として、先に裏面めっき層を形成するものとしても良い。この場合、第2型の電極28を形成した後に、裏面の加工を実施する。この際、裏面めっき層形成工程では、基板10が裏面めっき層44形成側に凸に反るように裏面めっき層44の厚さを調整する。その後、表面めっき層形成工程を実施する。表面めっき層40は、基板10の反りが相殺されるように厚さが調整される。また、本実施の形態ではめっきは金めっきであるとしたが、白金めっきでもよい。   In the present embodiment, the back surface plating layer 44 is formed after the surface plating layer 40 is formed. As a modified example of the present embodiment, the back surface plating layer may be formed first. In this case, the back surface is processed after the second type electrode 28 is formed. At this time, in the back surface plating layer forming step, the thickness of the back surface plating layer 44 is adjusted so that the substrate 10 is convexly warped toward the back surface plating layer 44 forming side. Then, the surface plating layer forming step is performed. The thickness of the surface plating layer 40 is adjusted so that the warp of the substrate 10 is offset. Further, although the plating is gold plating in the present embodiment, it may be platinum plating.

また、本実施の形態では、連続領域48はボンディングワイヤの結線領域39とメサ部22を含むものとした。これに対し、連続領域48はメサ部22の両側の規定領域とメサ部22を含むものとしても良い。ここで、規定領域はボンディングワイヤの結線領域以外の場合も含む。   Further, in the present embodiment, the continuous area 48 includes the bonding wire connection area 39 and the mesa portion 22. On the other hand, the continuous region 48 may include the defined regions on both sides of the mesa portion 22 and the mesa portion 22. Here, the specified region includes a case other than the bonding wire connection region.

実施の形態2.
図14は、本発明の実施の形態2における半導体レーザー200の平面図である。本実施の形態では、絶縁層24の表面に第2型の電極228が形成される。第2型の電極228は、絶縁層24の全域を覆うように形成される。また、第2型の電極228の表面には、第1めっき層230が形成される。第1めっき層230は、第2型の電極228の全域を覆うように形成される。第1めっき層230の表面には、ボンディングワイヤの結線領域39に第2めっき層238が設けられる。さらに、第2めっき層238は、第1めっき層230の四隅にも設けられる。第2めっき層238は、上面がメサ部22の上面よりも高くなるように形成されている。
Embodiment 2.
FIG. 14 is a plan view of semiconductor laser 200 according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the second-type electrode 228 is formed on the surface of the insulating layer 24. The second-type electrode 228 is formed so as to cover the entire area of the insulating layer 24. Further, the first plating layer 230 is formed on the surface of the second-type electrode 228. The first plating layer 230 is formed so as to cover the entire area of the second-type electrode 228. On the surface of the first plating layer 230, the second plating layer 238 is provided in the connection area 39 of the bonding wire. Further, the second plating layer 238 is also provided at the four corners of the first plating layer 230. The second plating layer 238 is formed such that the upper surface thereof is higher than the upper surface of the mesa portion 22.

本実施の形態では、第1めっき層230の四隅に第2めっき層238を備える。このため、後工程または組み立て時に半導体レーザー200が受ける衝撃を、均等に分散することが可能になる。従って、実施の形態1と比較して、メサ部22に加わる衝撃を低減することが可能になる。   In this embodiment, the second plating layer 238 is provided at the four corners of the first plating layer 230. Therefore, it is possible to evenly disperse the shock received by the semiconductor laser 200 during the subsequent process or assembly. Therefore, the impact applied to the mesa portion 22 can be reduced as compared with the first embodiment.

実施の形態3.
図15は、本発明の実施の形態3における半導体レーザー300の平面図である。本実施の形態は、第1めっき層330の表面に第2めっき層338が形成される。第2めっき層338は、第1めっき層330の四隅にのみ設けられる。また、本実施の形態では、第1めっき層330がボンディングパッドとして用いられる。このため、第1めっき層330はワイヤボンドが可能な厚さを備える。本実施の形態では、実施の形態2と比較して半導体レーザー300の表面の段差が少なくなる。このため、プロセスを安定化させることが可能になる。
Embodiment 3.
FIG. 15 is a plan view of semiconductor laser 300 according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the second plating layer 338 is formed on the surface of the first plating layer 330. The second plating layer 338 is provided only at the four corners of the first plating layer 330. Moreover, in the present embodiment, the first plating layer 330 is used as a bonding pad. Therefore, the first plating layer 330 has a thickness that enables wire bonding. In this embodiment, the step difference on the surface of the semiconductor laser 300 is smaller than that in the second embodiment. Therefore, it becomes possible to stabilize the process.

実施の形態4.
図16は、本発明の実施の形態4における半導体レーザー400の断面図である。本実施の形態では、第2露出部434はメサ部22に隣接した基板10の一部の領域である。また、基板10の表面には、第2露出部434を挟んでメサ部22と対向する領域に結晶成長層420が備えられる。
Fourth Embodiment
FIG. 16 is a sectional view of semiconductor laser 400 according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the second exposed portion 434 is a partial region of the substrate 10 adjacent to the mesa portion 22. Further, on the surface of the substrate 10, a crystal growth layer 420 is provided in a region facing the mesa portion 22 with the second exposed portion 434 interposed therebetween.

また、第2露出部434を挟んでメサ部22と対向する領域において、結晶成長層420の上面には絶縁膜パッド211が形成される。絶縁膜パッド211は、その上部に配置される第1めっき層430の上面が、メサ部22の上面よりも高くなるように設けられる。   In addition, the insulating film pad 211 is formed on the upper surface of the crystal growth layer 420 in a region facing the mesa portion 22 with the second exposed portion 434 interposed therebetween. The insulating film pad 211 is provided so that the upper surface of the first plating layer 430 disposed on the insulating film pad 211 is higher than the upper surface of the mesa portion 22.

本実施の形態では、メサ部22の両側に結晶成長層を備える場合と比較して、結晶成長層420が基板10に与えるストレスを半分程度に低減することが出来る。また、絶縁膜パッド211により、メサ部22を保護することが出来る。このため、第2めっき層を設けなくても、メサ部22を保護することが可能になる。   In the present embodiment, the stress applied to the substrate 10 by the crystal growth layer 420 can be reduced to about half as compared with the case where the crystal growth layers are provided on both sides of the mesa portion 22. The insulating film pad 211 can protect the mesa portion 22. Therefore, it is possible to protect the mesa portion 22 without providing the second plating layer.

実施の形態5.
図17は、本発明の実施の形態5における半導体レーザー500の断面図である。本実施の形態は、第1めっき層430の表面に第2めっき層538が形成される事以外は、実施の形態4と同様である。第2めっき層538は、第1露出部32の上部に形成される。また、第2めっき層538は、上面がメサ部22の上面よりも高くなるように備えられる。従って、絶縁膜パッド211に加え、第2めっき層538によってもメサ部22が保護される。このため、実施の形態4と比較してメサ部22の保護機能を向上出来る。
Embodiment 5.
FIG. 17 is a sectional view of semiconductor laser 500 according to the fifth embodiment of the present invention. The present embodiment is the same as the fourth embodiment except that the second plating layer 538 is formed on the surface of the first plating layer 430. The second plating layer 538 is formed on the first exposed portion 32. Further, the second plating layer 538 is provided so that the upper surface thereof is higher than the upper surface of the mesa portion 22. Therefore, the mesa portion 22 is protected by the second plating layer 538 in addition to the insulating film pad 211. Therefore, the protection function of the mesa portion 22 can be improved as compared with the fourth embodiment.

実施の形態6.
図18は、本発明の実施の形態6における半導体レーザー600の下面図である。本実施の形態では、第1型の電極42の裏面に裏面めっき層644が形成される。裏面めっき層644は、ヘキカイ対応箇所52から一定のスペース50を空けて形成される。ここで、ヘキカイ対応箇所は、ウエハをバーに分割する際にヘキカイを行う箇所である。また、裏面めっき層644は、ヘキカイ方向と平行に分割された状態に形成される。裏面めっき層644のうち、ヘキカイ対応箇所52に隣接した部分の面積は、隣接しない部分の面積と比較して小さくなっている。
Sixth embodiment.
FIG. 18 is a bottom view of semiconductor laser 600 according to the sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the back surface plating layer 644 is formed on the back surface of the first-type electrode 42. The back surface plating layer 644 is formed with a certain space 50 vacated from the corresponding portion 52 corresponding to the eccentricity. Here, the eclipse-corresponding portion is a portion to be eclipsed when dividing the wafer into bars. In addition, the back surface plating layer 644 is formed in a state of being divided in parallel with the breaking direction. The area of the portion of the back surface plating layer 644 that is adjacent to the eccentricity corresponding portion 52 is smaller than the area of the portion that is not adjacent.

図19は、比較例における半導体レーザー700の下面図である。図19において、半導体レーザー700はヘキカイされる前のウエハ状態である。半導体レーザーは第1型の電極742の裏面に裏面めっき層744を備える。ウエハをバーに分割するとき、ヘキカイを実施する。このとき、ヘキカイ対応箇所は、裏面めっき層744からストレスを受けている。このストレスにより、破線53に示すように、ヘキカイ面が曲がり、分割不良が発生する場合がある。裏面めっき層744からのストレスは、裏面めっき層744とヘキカイ対応箇所の間のスペース54が小さいほど、大きくなる。   FIG. 19 is a bottom view of the semiconductor laser 700 in the comparative example. In FIG. 19, the semiconductor laser 700 is in a wafer state before being broken. The semiconductor laser includes a back surface plating layer 744 on the back surface of the first-type electrode 742. When dividing the wafer into bars, a break is performed. At this time, the backside plating layer 744 is stressed at the portion corresponding to the flattening. Due to this stress, as shown by the broken line 53, the flat surface may be bent, resulting in defective division. The stress from the back surface plating layer 744 increases as the space 54 between the back surface plating layer 744 and the portion corresponding to the eccentricity decreases.

本実施の形態では、裏面めっき層644からのストレスを抑制するため、スペース50を大きく設ける。ダイボンド時の安定性を確保するためには、裏面めっき層644は素子の幅の3分の2の幅を備える必要がある。この幅を確保した場合、スペース50は、最大で素子の幅の6分の1となる。以上から、本実施の形態では、スペース50を素子の幅の6分の1に設定する。素子の大きさが300×200μmである場合、スペース50は33μmとなる。このとき、ヘキカイ対応箇所52が裏面めっき層644から受けるストレスを少なくすることが可能になる。従って、分割不良が抑制される。本実施の形態ではスペース50を、素子の幅の6分の1としたが、分割不良の抑制の効果を得るためには、スペース50を素子の幅の20分の1〜6分の1の任意の値に設定しても良い。   In this embodiment, a large space 50 is provided in order to suppress the stress from the back surface plating layer 644. In order to ensure the stability during die bonding, the back surface plating layer 644 needs to have a width that is ⅔ of the width of the device. When this width is secured, the space 50 becomes 1/6 of the width of the element at the maximum. From the above, in the present embodiment, the space 50 is set to 1/6 of the element width. When the element size is 300×200 μm, the space 50 is 33 μm. At this time, it is possible to reduce the stress received by the backside plating layer 644 on the backside corresponding portion 52. Therefore, division failure is suppressed. In the present embodiment, the space 50 is set to 1/6 of the element width, but in order to obtain the effect of suppressing the division failure, the space 50 is set to 1/20 to 1/6 of the element width. It may be set to any value.

また、ヘキカイ対応箇所52に発生するストレスを低減するためには、ヘキカイ対応箇所52に隣接する裏面めっき層の面積を小さくすることが有効である。本実施の形態では、ヘキカイ方向に平行に、裏面めっき層644を分割して設けている。さらに、裏面めっき層644のうち、ヘキカイ対応箇所52に隣接する部分の面積は、隣接しない部分の面積よりも小さくなるように設定されている。このため、ヘキカイ対応箇所52に発生するストレスが低減される。従って、分割不良の発生が抑制される。   Further, in order to reduce the stress generated in the cliff corresponding portion 52, it is effective to reduce the area of the back surface plating layer adjacent to the scribe corresponding portion 52. In this embodiment, the back surface plating layer 644 is divided and provided in parallel with the breaking direction. Furthermore, the area of the portion of the back surface plating layer 644 that is adjacent to the reed-corresponding portion 52 is set to be smaller than the area of the portion that is not adjacent. For this reason, the stress generated in the eclipse corresponding portion 52 is reduced. Therefore, the occurrence of division failure is suppressed.

本実施の形態では、ヘキカイ対応箇所52との間にスペース50を設けて裏面めっき層644を形成した。さらに、裏面めっき層644を複数に分割した状態に形成した。本実施の形態の変形例として、スペース50を設けたうえで、裏面めっき層644を分割しないで形成するものとしてもよい。この場合、裏面めっき層644の形成工程が容易になる。また、スペース50を設けずに、裏面めっき層644を分割した状態に形成するものとしても良い。この場合、ダイボンド時の安定性が向上する。   In the present embodiment, the space 50 is provided between the backside plating portion 644 and the backside plating layer 644. Further, the back surface plating layer 644 was formed in a state of being divided into a plurality. As a modified example of the present embodiment, the back surface plating layer 644 may be formed after the space 50 is provided, without being divided. In this case, the process of forming the back surface plating layer 644 becomes easy. Further, the back surface plating layer 644 may be formed in a divided state without providing the space 50. In this case, stability during die bonding is improved.

100、200、300、400、500、600 半導体レーザー、10 基板、20、420 結晶成長層、22 メサ部、24 絶縁層、26 開口部、28、228 第2型の電極、30、230、330、430 第1めっき層、32 第1露出部、34、434 第2露出部、36 構造体、38、238、338、538 第2めっき層、39 ボンディングワイヤの結線領域、40 表面めっき層、42 第1型の電極、44、644 裏面めっき層、50 スペース、52 ヘキカイ対応箇所 100, 200, 300, 400, 500, 600 semiconductor laser, 10 substrate, 20, 420 crystal growth layer, 22 mesa portion, 24 insulating layer, 26 opening portion, 28, 228 second type electrode, 30, 230, 330 430 1st plating layer, 32 1st exposed part, 34, 434 2nd exposed part, 36 Structure, 38, 238, 338, 538 2nd plating layer, 39 Bonding wire connection area, 40 Surface plating layer, 42 First type electrode, 44, 644 Backside plating layer, 50 space, 52 Corresponding area

Claims (32)

N型およびP型の一方である第1型の基板と、
前記基板の表面に配置され、結晶成長層を備えたメサ部と、
を含む構造体を備える半導体レーザーであって、
前記構造体の前記メサ部の一方の側は、全域にわたり前記基板が露出した第1露出部であり、
前記構造体の前記メサ部の他方の側は、前記メサ部に隣接する位置に形成され前記基板が露出した状態となっている第2露出部を有し、
前記半導体レーザーは
前記構造体を覆い、前記メサ部の上面に開口部を備えた絶縁層と、
前記絶縁層の表面において、前記メサ部と前記メサ部の両側の規定領域を含む連続領域を覆い、前記開口部において前記結晶成長層と接触するように設けられたN型及びP型の他方である第2型の電極と、
前記第2型の電極の表面に前記連続領域を覆うように配置された表面めっき層と、
前記構造体の裏面に配置された第1型の電極と、
前記第1型の電極の裏面に配置された裏面めっき層と、
を備え、
前記表面めっき層および前記裏面めっき層は、前記基板の反りを抑制するような厚さを備えることを特徴とする半導体レーザー。
A first-type substrate that is one of N-type and P-type,
A mesa portion arranged on the surface of the substrate and provided with a crystal growth layer,
A semiconductor laser having a structure including:
One side of the mesa portion of the structure is a first exposed portion in which the substrate is exposed over the entire area,
The other side of the mesa portion of the structure has a second exposed portion that is formed in a position adjacent to the mesa portion and in which the substrate is exposed.
The semiconductor laser covers the structure, and an insulating layer having an opening on the upper surface of the mesa portion;
On the surface of the insulating layer, the N type and the P type which are provided so as to cover the continuous region including the mesa portion and the prescribed regions on both sides of the mesa portion and are in contact with the crystal growth layer in the opening portion are formed. A second type electrode,
A surface plating layer arranged on the surface of the second type electrode so as to cover the continuous region;
A first-type electrode disposed on the back surface of the structure,
A back surface plating layer disposed on the back surface of the first type electrode,
Equipped with
The semiconductor laser, wherein the front surface plating layer and the back surface plating layer have a thickness that suppresses warpage of the substrate.
前記表面めっき層は、前記結晶成長層、前記第2型の電極および前記絶縁層が前記基板を反らせるストレスよりも大きなストレスを前記基板に与える厚さを備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザー。   The said surface plating layer is provided with the thickness which gives a stress larger than the stress which the said crystal growth layer, the said 2nd-type electrode, and the said insulating layer warp the said substrate to the said substrate, The claim 1 characterized by the above-mentioned. Semiconductor laser. 前記裏面めっき層は、前記表面めっき層、前記第2型の電極、前記絶縁層、前記結晶成長層および前記第1型の電極が前記基板に与えるストレスを相殺する厚さを備えることを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザー。   The back plating layer has a thickness that cancels the stress exerted on the substrate by the front plating layer, the second type electrode, the insulating layer, the crystal growth layer, and the first type electrode. The semiconductor laser according to claim 2. 前記規定領域は、ボンディングワイヤの結線領域を含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体レーザー。   The semiconductor laser according to claim 1, wherein the defined region includes a connection region of a bonding wire. 前記第2型の電極は、前記基板の幅と同等の幅を備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体レーザー。   The semiconductor laser according to claim 1, wherein the second-type electrode has a width equal to the width of the substrate. 前記第2露出部は、前記メサ部の他方の側において前記基板の全域を露出させることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体レーザー。   The semiconductor laser according to claim 1, wherein the second exposed portion exposes the entire area of the substrate on the other side of the mesa portion. 前記第2型の電極は、前記メサ部に対し対称に設けられることを特徴とする請求項6に記載の半導体レーザー。   7. The semiconductor laser according to claim 6, wherein the second type electrode is provided symmetrically with respect to the mesa portion. 前記表面めっき層は、
前記連続領域を覆うように配置された第1めっき層と、
前記第1めっき層の表面において、前記基板と前記絶縁層が接する領域に配置され、上面が前記メサ部の上面よりも高い位置にある第2めっき層と、
を備えることを特徴とする請求項6または7に記載の半導体レーザー。
The surface plating layer is
A first plating layer arranged to cover the continuous region,
A second plating layer disposed on a surface of the first plating layer in a region where the substrate and the insulating layer are in contact with each other, and a top surface of the second plating layer is higher than a top surface of the mesa portion;
The semiconductor laser according to claim 6, further comprising:
前記第2めっき層を前記規定領域に備えることを特徴とする請求項8に記載の半導体レーザー。   The semiconductor laser according to claim 8, wherein the second plating layer is provided in the defined region. 前記第2めっき層を前記第1めっき層の四隅に備えることを特徴とする請求項8または9に記載の半導体レーザー。   The semiconductor laser according to claim 8, wherein the second plating layer is provided at four corners of the first plating layer. 前記第2露出部は、前記メサ部に隣接した前記基板の一部の領域であり、
前記構造体は、前記第2露出部を挟んで前記メサ部と対向する領域において、前記基板の表面に前記結晶成長層を備え、
当該領域において前記表面めっき層の上面が前記メサ部の上面よりも高い位置にあることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体レーザー。
The second exposed portion is a partial region of the substrate adjacent to the mesa portion,
The structure includes the crystal growth layer on a surface of the substrate in a region facing the mesa portion with the second exposed portion interposed therebetween,
The semiconductor laser according to claim 1, wherein an upper surface of the surface plating layer is located higher than an upper surface of the mesa portion in the region.
前記表面めっき層は、
前記連続領域を覆うように配置された第1めっき層と、
前記第1めっき層の表面において、前記第1露出部側の前記規定領域に配置され、上面が前記メサ部の上面よりも高い位置にある第2めっき層と、
を備えることを特徴とする請求項11に記載の半導体レーザー。
The surface plating layer is
A first plating layer arranged to cover the continuous region,
A second plating layer disposed on the surface of the first plating layer in the defined region on the first exposed portion side and having an upper surface at a position higher than an upper surface of the mesa portion;
The semiconductor laser according to claim 11, further comprising:
前記裏面めっき層は、ヘキカイ対応箇所から前記基板の共振方向の幅の20分の1〜6分の1のスペースを空けて備えられることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の半導体レーザー。   13. The back surface plating layer is provided with a space of 1/20 to 1/6 of the width of the substrate in the resonance direction from the corresponding portion of the back surface. The semiconductor laser described. 前記裏面めっき層は、複数に分断されて設けられることを特徴とする請求項1〜13の何れか1項に記載の半導体レーザー。   The semiconductor laser according to any one of claims 1 to 13, wherein the back surface plating layer is provided in a divided manner. 前記裏面めっき層は、ヘキカイ方向と平行に分断されて設けられ、
ヘキカイ対応箇所に隣接する前記裏面めっき層は、前記ヘキカイ対応箇所に隣接しない前記裏面めっき層と比較して面積が小さいことを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザー。
The back surface plating layer is divided and provided in parallel with the breaking direction,
15. The semiconductor laser according to claim 14, wherein the area of the back surface plating layer adjacent to the location corresponding to the scribed area is smaller than the area of the back surface plating layer not adjacent to the location corresponding to the scribed area.
N型およびP型の一方である第1型の基板の表面に結晶成長層を形成する工程と、
前記結晶成長層をエッチングし、メサ部と、前記メサ部の一方の側で全域にわたり前記基板を露出させる第1露出部と、前記メサ部の他方の側で前記メサ部に隣接する位置に前記基板を露出させる第2露出部と、を形成するメサ部形成工程と、
前記結晶成長層および前記基板を覆うように絶縁層を形成する工程と、
前記メサ部の上面おいて、前記絶縁層に開口部を形成する工程と、
前記絶縁層の表面に、前記メサ部と前記メサ部の両側の規定領域を含む連続領域を覆うようにN型及びP型の他方である第2型の電極を形成する工程と、
前記第2型の電極の表面に、前記連続領域を覆うように表面めっき層を形成する表面めっき層形成工程と、
前記基板の裏面に第1型の電極を形成する工程と、
前記第1型の電極の下面に裏面めっき層を形成する裏面めっき層形成工程と、
を備え、
前記表面めっき層および前記裏面めっき層は、前記基板の反りを抑制するような厚さに形成されることを特徴とする半導体レーザーの製造方法。
Forming a crystal growth layer on the surface of a first type substrate which is one of N type and P type;
The crystal growth layer is etched to form a mesa portion, a first exposed portion that exposes the substrate over one side of the mesa portion, and a position adjacent to the mesa portion on the other side of the mesa portion. A mesa portion forming step of forming a second exposed portion that exposes the substrate;
Forming an insulating layer so as to cover the crystal growth layer and the substrate,
Forming an opening in the insulating layer on the upper surface of the mesa portion;
Forming a second-type electrode, which is the other of the N-type and the P-type, on the surface of the insulating layer so as to cover the mesa portion and a continuous region including defined regions on both sides of the mesa portion;
A surface plating layer forming step of forming a surface plating layer on the surface of the second type electrode so as to cover the continuous region;
Forming a first type electrode on the back surface of the substrate;
A back plating layer forming step of forming a back plating layer on the lower surface of the first type electrode;
Equipped with
The method for manufacturing a semiconductor laser, wherein the front surface plating layer and the back surface plating layer are formed to have a thickness that suppresses warpage of the substrate.
前記表面めっき層形成工程は、裏面めっき層形成工程に先立って実行され、前記表面めっき層形成工程の完了時に前記基板が前記表面めっき層形成側に凸に反る厚さに前記表面めっき層を形成することを特徴とする請求項16に記載の半導体レーザーの製造方法。   The front surface plating layer forming step is performed prior to the back surface plating layer forming step, and when the front surface plating layer forming step is completed, the front surface plating layer is formed to a thickness such that the substrate is convexly warped toward the front surface plating layer forming side. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 16, wherein the method is used. 前記表面めっき層形成工程は、
前記基板の反りを測定する工程と、
当該反りが所望の状態となるように、前記表面めっき層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項17に記載の半導体レーザーの製造方法。
The surface plating layer forming step,
Measuring the warp of the substrate,
A step of forming the surface plating layer so that the warp is in a desired state,
The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 17, further comprising:
前記裏面めっき層形成工程では、前記裏面めっき層形成工程の完了時に前記基板の反りが相殺されるような厚さに前記裏面めっき層を形成することを特徴とする請求項17または18に記載の半導体レーザーの製造方法。   19. The back plating layer is formed in a thickness such that the warp of the substrate is canceled at the completion of the back plating layer forming step in the back plating layer forming step. Manufacturing method of semiconductor laser. 前記裏面めっき層形成工程は、
前記基板の反りを測定する工程と、
当該反りが所望の状態となるように、前記裏面めっき層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項19に記載の半導体レーザーの製造方法。
The back plating layer forming step,
Measuring the warp of the substrate,
A step of forming the back plating layer so that the warp is in a desired state,
The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 19, further comprising:
前記規定領域は、ボンディングワイヤの結線領域を含むことを特徴とする請求項16〜20の何れか1項に記載の半導体レーザーの製造方法。   21. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 16, wherein the defined region includes a connection region of a bonding wire. 前記第2型の電極を、前記基板の幅と同等の幅に渡って形成することを特徴とする請求項16〜21の何れか1項に記載の半導体レーザーの製造方法。   22. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 16, wherein the second type electrode is formed over a width equal to the width of the substrate. 前記メサ部形成工程では、前記メサ部の他方の側で全域にわたり前記基板を露出させるように前記第2露出部を形成することを特徴とする請求項16〜22の何れか1項に記載の半導体レーザーの製造方法。   The said 2nd exposed part is formed in the said mesa part formation process so that the said board|substrate may be exposed over the other side of the said mesa part, The any one of Claims 16-22 characterized by the above-mentioned. Manufacturing method of semiconductor laser. 前記第2型の電極を、前記メサ部に対し対称に形成することを特徴とする請求項23に記載の半導体レーザーの製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 23, wherein the second-type electrode is formed symmetrically with respect to the mesa portion. 前記表面めっき層形成工程は、
前記連続領域を覆うように第1めっき層を形成する工程と、
前記第1めっき層の表面において、前記基板と前記絶縁層が接する領域に、上面が前記メサ部の上面よりも高くなるように第2めっき層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項23または24に記載の半導体レーザーの製造方法。
The surface plating layer forming step,
Forming a first plating layer so as to cover the continuous region,
Forming a second plating layer on a surface of the first plating layer in a region where the substrate and the insulating layer are in contact with each other so that an upper surface of the second plating layer is higher than an upper surface of the mesa portion;
25. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 23, further comprising:
前記第2めっき層を前記規定領域に形成する工程を備えることを特徴とする請求項25に記載の半導体レーザーの製造方法。   26. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 25, further comprising a step of forming the second plating layer in the defined region. 前記第2めっき層を前記第1めっき層の四隅に形成する工程を備えることを特徴とする請求項25または26に記載の半導体レーザーの製造方法。   27. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 25, further comprising the step of forming the second plating layer at four corners of the first plating layer. 前記メサ部形成工程では、前記第2露出部を介して前記メサ部と対向する領域に前記結晶成長層を残すようにエッチングを実施し、
当該領域における前記表面めっき層の上面を、前記メサ部の上面よりも高くする工程を備えることを特徴とする請求項16〜22の何れか1項に記載の半導体レーザーの製造方法。
In the mesa portion forming step, etching is performed so as to leave the crystal growth layer in a region facing the mesa portion through the second exposed portion,
23. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 16, further comprising a step of making an upper surface of the surface plating layer in the region higher than an upper surface of the mesa portion.
前記表面めっき層形成工程は、
前記連続領域を覆うように第1めっき層を形成する工程と、
前記第1めっき層の表面において、前記第1露出部側の前記規定領域に、上面が前記メサ部の上面よりも高くなるように第2めっき層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項28に記載の半導体レーザーの製造方法。
The surface plating layer forming step,
Forming a first plating layer so as to cover the continuous region,
Forming a second plating layer on the surface of the first plating layer in the defined region on the first exposed portion side so that the upper surface is higher than the upper surface of the mesa portion;
29. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 28, further comprising:
前記裏面めっき層形成工程では、前記裏面めっき層を、ヘキカイ対応箇所から前記基板の幅の20分の1〜6分の1のスペースを空けて形成することを特徴とする請求項16〜29の何れか1項に記載の半導体レーザーの製造方法。   30. In the back surface plating layer forming step, the back surface plating layer is formed with a space of 1/20 to 1/6 of a width of the substrate from a portion corresponding to the eccentricity. The method for manufacturing the semiconductor laser according to any one of items. 前記裏面めっき層形成工程では、前記裏面めっき層を複数に分断して形成することを特徴とする請求項16〜30の何れか1項に記載の半導体レーザーの製造方法。   31. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 16, wherein in the back surface plating layer forming step, the back surface plating layer is divided into a plurality of parts. ヘキカイ対応箇所に隣接する部分の面積が、前記ヘキカイ対応箇所に隣接しない部分の面積と比較して小さくなるように、前記裏面めっきをヘキカイ方向と平行に分断して形成することを特徴とする請求項31に記載の半導体レーザーの製造方法。   The back plating is divided and formed in parallel with the heave direction so that the area of the portion adjacent to the heave corresponding portion is smaller than the area of the portion not adjacent to the heave corresponding portion. Item 32. A method for manufacturing a semiconductor laser according to Item 31.
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