JPH0141268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体レーザ素子の製造方法、特に光
帰還用鏡面が形成された半導体レーザアレイ素子
を各半導体レーザ素子に分割する方法に関するも
のである。

半導体レーザ素子は簡単には第１図に示す様に
半導体基板１７上ｐ及びｎ型エピタキシヤル成長
層１３，１４との間でｐ−ｎ接合面を作り電極１
１，１２から接合面に垂直に電流を流し面１５，
１６間を共振器として発振する。面１５，１６は
並通劈開により鏡面とする。光はこの両面で反射
しながらこの両面間を往復してレーザ発振を生
じ、その光の一部をレーザ光線として取り出すこ
とができる。

ここで上記従来のレーザ素子において面１８を
形成する方法は、第２図に示す様に劈開によつて
光帰還鏡面用側面１５，１６が形成されてバー状
態になつた半導体レーザアレイ素子２１をカミソ
リ刃２２によつて切断する方法が取られていた。
しかしこの方法では切断する対象物がバー状態に
なつていて非常に小さいので固定法が難しく、ま
たカミソリ刃を用いての主として手作業のため思
い通りの寸法が得られなかつた。しかもカミソリ
刃は破損しやすくそれが原因で切断形状が非常に
悪くなることがしばしばある。さらに一般には基
板上にエピタキシヤル成長で作成したｐ層、ｎ層
側からカミソリ刃を押圧して切断するため、ｐ―
ｎ接合面の結合状態が不完全になりやすくリーク
電流の発生原因となりやすい。この問題はInP系
の半導体レーザでは結晶が軟かいので特に重要で
ある。以上の様な理由により、従来の半導体レー
ザアレイ素子の切断方法では外観歩留と特性歩留
の両方で歩留を低下させている。

一方、通常の半導体素子製造に常用されている
ウエハ裁断工程、即ちダイヤモンドスクライバに
よるスクライブをバー状態の半導体レーザアレイ
素子の切断に適用するとせつかく作成した光帰還
用鏡面を破損しやすいので不適と考えられてい
る。

本発明の目的は上記問題点を解消した半導体レ
ーザ素子の切断方法を提供せんとするものであ
る。

本発明による半導体レーザ素子の製造方法は半
導体単結晶よりなる半導体基板上に少なくとも活
性層が形成され、複数のストライブ状発光領域が
形成され、かつ光帰還用鏡面が形成されたバー状
態の判導体レーザ素子に於て、該ストライプ状の
発光領域と発光領域との間を該ストライプと平行
に、かつ鏡面用側面から少なくとも10μm以上離
れた基板側表面に限りスクライブポイントでけが
いて各半導体レーザ素子に分割することを特徴と
するものである。以下これを実施例に基づいて詳
細に説明する。

第３図は本発明による半導体レーザ素子の切断
方法を示す図であり、劈開によつて光帰還鏡面１
５，１６が形成されているバー状態になつた半導
体レーザアレイ素子２１をストライプ状の発領域
３１と隣接する発光領域３２との間を基板側表面
３３の鏡面用側面１５，１６から少なくとも
10μm以上離れた部分３４に限りスクライブポイ
ント３５でけがいている状態であり、３６は切断
が完了した半導体レーザ素子である。なお図中３
８はけがきによつて進展しているクラツクであり
３９はスクライブポイントでけがいた跡である。

本発明の方法で重要な点は次の三点である。ま
ず第１にスクライブポイントを使用して切断する
こと、第２にスクライブポイントでけがく部分は
基板側表面３４であり、決してエピ成長層１３，
１４の側表面はけがかないこと、第３に鏡面用側
面近傍10μm以内の基板側表面３７の部分はけが
かないことである。

まず第２の重要点を第４図を用いて説明する。

一般にスクライブポイントで半導体結晶をけが
くと、そのダメージ層は数〜十数μmの深さに及
ぶといわれている。このダメージ層がｐ―ｎ接合
面に及ぶとｐ―ｎ接合面でのリーク電流の発生原
因となる。さてこの問題点を半導体レーザ素子に
ついて考えると、半導体レーザ素子のｐ―ｎ接合
面の深さはエピ成長表面から普通数μm程度の深
さであり、一般にウエハー全面にｐ―ｎ接合面は
存在する。したがつて第４図ａの様にエピ成長表
面側からスクライブポイントでけがくとそのダメ
ージ層４２はｐ−ｎ接合面４１に達し、リーク電
流４３の発生原因となる。これは半導体レーザ素
子の特性歩留、信頼性を著しく低下させる原因と
なる。一方、第４図ｂの様に基板側表面からスク
ライブポイントでけがいて切断した場合はダメー
ジ層の深さは数〜十数μmであるに対し、基板の
原さは一般に100μm程度であるから、ダメージ層
４４はｐ−ｎ接合面４１には遠く達しない。した
がつて、この切断工程でリーク電流は発生せず、
またダメージ層がｐ―ｎ接合面に達していないの
で、第４図ａの方法に比べてｐ―ｎ接合部の切断
状態に乱れが少なく、信頼性も高い。以上説明し
た様に基板側表面をスクライブポイントでけがく
ことにより、半導体レーザ素子の特性歩留向上、
及び信頼度向上が望めることがわかつた。

以下に、従来の方法と比較しながら、本発明の
効果の説明を行なう。第５図は、従来の方法と本
発明の方法によつて切断した半導体レーザ素子の
典型的外観である。主な条件は下記の通りであ
る。

材 質 InP 表面の方位 （100） 側面の方位 （011）と（０11） 両鏡面間の距離300μm 結晶体の厚さ 40〜140μm スクライブポイントのけがき方向＜011＞ 第５図ａには従来の方法において作成した半導
体レーザ素子の外観の一例を示す。切断面は鋭利
なカミソリの刃を用いて形成された。切断面５１
は極めて不規則な割れ方をしており切断部には微
細な割れを伴つた突起部分５２を有することが多
い。特に結晶体の厚さが厚いほど不規則な割れや
突起部分を発生しやすい。

第５図ｂには基板側表面の両側面間全体にわた
つて一様にスクライブポイントでけがいて切断し
た半導体レーザ素子の外観の一例を示すこの場合
には切断面５４には従来の切断方法では発生した
不規則な割れや突起の発生が見られない。しかし
ながら、スクライブポイントでけがく段階におい
て鏡面用側面１５及び１６に大きな欠部部分５５
を生じる。この様な欠けは鏡面用側面から10μm
以内の基板表面をスクライブポイントでけがく場
合にはかなりの高確率で発生し、鏡面用側面から
10μm以上離れた基板側表面をけがいた場合には
ほとんど発生しなかつた。半導体レーザの様に側
面を機能部として動作する半導体素子において
は、側面が欠けることは致命的である。図中５３
は基板側表面３３の両側面１５，１６間全体にわ
たつてスクライブポイントでけがいた跡である。

第５図ｃには本発明による方法で作成した半導
体レーザ素子の外観の一例を示す。本発明の方法
では、従来の方法で発生した不規則な割れ、突起
や第５図ｂの方法で発生した側面部のカケが発生
しない。第５図ｂの方法で発生した側面の欠け部
分５５を発生しない様にするには両側面から
10μm以上内側だけに限り、スクライブポイント
でけがくことが重要である。

以上の実施例からわかる様に切断工程において
第５図ｃに示す様な外観上の欠点がない半導体レ
ーザ素子を得るには、基板側表面の側面から
10μm以上内側の部分だけ限つてスクライブポイ
ントでけがくことが重要であることがわかつた。
すなわちこれは前述した第一及び第三の重要点に
ほかならない。

上記の方法はGaAs等その他の結晶材料につい
ても全く同様に適用できる。

また、実用上有効であるためには、前記した特
性歩留及び外観歩留が良いことと同時に作業性、
再現性さらには自動化への容易度等の大量生産性
が大きな問題となつてくる。そこで、以下にこれ
らの大量生産性のうち特に自動プロセス化の容易
度を中心に議論する。まず、自動プロセス化を考
えた場合の問題点は次の二点である。すなわち、
切断する半導体レーザアレイ素子をどの様に固定
するかという問題と切断に到るキズをつける方法
が自動化しやすいかどうかという問題である。

まず最初に半導体レーザアレイ素子の固定法に
ついて考える。半導体レーザアレイ素子の大きさ
は従来のウエハーと比較して極めて小さい。した
がつて通常のウエハー裁断工程で用いられている
粘着テープを使用すると接触面積に比例して接着
強度が強くなるので、半導体レーザアレイ素子と
粘着テープの接着強度は非常に弱い。そのために
切断時に半導体レーザアレイ素子が動いてしまう
ことが考えられる。第２図に示した従来の方法に
おいては、特に、半導体レーザアレイ素子２１に
カミソリ刃２２が少しでも傾いて接触すると、半
導体レーザアレイ素子２１が移動してしまうこと
が多数発生した。しかしながら、第３図に示した
スクライブポイント３５を用いて半導体アレイ素
子２１を切断する方法では、鏡面用側面１５また
は１６にスクライブポイント３５が接触した場合
を除いて、半導体レーザアレイ素子２１の移動は
発生しなかつた。本発明の方法ではスクライブポ
イント３５でけがく範囲は基板側表面の一部３９
に限られ、スクライブポイント３５と鏡面用側面
１５，１６が接触する必要は全くなく、また接触
しない様にして切断することは十分可能である。
従つて従来の方法よりもはるかに半導体レーザア
レイ素子の固定が容易であるといえる。

次に切断に到るキズをつける方法が自動化しや
すいかどうかという問題について考える。従来の
方法ではカミソリ刃が破損しやすく頻繁にカミソ
リ刃を交換する必要がある。これは切断工程自体
が自動化されてもカミソリ刃交換作業が手作業の
ままでは自動化の効果が半減することを意味して
おり、カミソリ刃交換作業の自動化の必要性を暗
示するものである。しかしながらカミソリ刃交換
作業の自動化はその作業自体の複雑性から考えて
必ずしも容易でないと考えられる。

一方、本発明のスクライブポイントでけがく方
法に関して言えば、すでに従来設備として、スク
ライバーがあり、従来のスクライバーにスクライ
ブ距離を制御する機能を付加すれば十分である。
この様な距離を制御する技術は、パルスモーター
や制御用コンピユーター等が発達している現在で
は決して難しい技術ではない。したがつて上記の
様なスクライブ距離を制御できるスクライバーは
決して難しいことではない。

以上上記した様に本発明の方法は、従来の方法
に比較して自動化プロセスが容易であり、自動化
が実行されると、作業性、再現性は飛躍的改善が
期待され、大量生産性が飛躍的に増加することが
期待できる。

以上述べた様に本発明にれば、半導体レーザア
レイ素子を特性を低下させることなく、かつ外観
を損うことなく、個々の半導体レーザ素子に切断
することが可能である。しかも、その自動化は決
して難しくなく大量生産性が大いに期待できる。
この様に本発明の方法は半導体レーザ素子を大量
に生産するのに極めて有利な方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体レーザ素子の基本的構造を示し
た図である。第２図、第３図は半導体レーザアレ
イ素子を切断して半導体レーザ素子を作成する工
程を示しており、第２図は従来の方法、第３図は
本発明の方法を示す図である。第４図は本発明に
おいて基板表面側からスクライブポイントでけが
くことの重要性を説明するための図であり、第４
図ａはエピ成長層側表面をスクライブポイントで
けがいて切断した半導体レーザ素子を示す図であ
り、第４図ｂは本発明の方法によつて切断した半
導体レーザ素子を示す図である。また第５図は従
来の方法と本発明の利点を説明するための方法及
び本発明の方法で作成した半導体レーザ素子の典
型的外観を示す図であり、第５図ａは従来の方法
で作成した半導体レーザ素子の外観であり第５図
ｂ，ｃは本発明の方法で作成した半導体レーザ素
子の外観である。 １１，１２……電極、１３，１４……ｐ及びｎ
型エピタキシヤル成長層、１５，１６……（光帰
還鏡面用）側面、１７……半導体基板、１８……
側面、２１……半導体レーザアレイ素子、２２…
…カミソリ刃、３１，３２……ストライブ状発光
領域、３３……基板側表面、３４……鏡面用側面
から少なくとも10μm以上内側の基板側表面、３
５……スクライブポイント、３６……本発明の方
法で切断が完了した半導体レーザ素子、３７……
鏡面用側面近傍10μm以内の基板側表面、３８…
…けがきによつて進展しているクラツク、３９…
…スクライブポイントでけがいた跡、４１……ｐ
−ｎ接合面、４２，４４……スクライブポイント
によるダメージ層、４３……リーク電流、５１…
…従来の方法で作成した切断面、５２……突起部
分、５３……スクライプポイントでけがいた跡、
５４……スクライブポイントで作成した切断面、
５５……鏡面用側面部のカケ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体単結晶よりなる半導体基板上に少なく
   とも活性層が形成され複数のストライプ状発光領
   域が形成されかつ光帰還用鏡面が形成されたバー
   状態の半導体レーザアレイ素子において該ストラ
   イプ状の発光領域と発光領域との間を該ストライ
   プと平行に、かつ鏡面用側面から少なくとも
   10μm以上離れた基板側表面に限りスクライブポ
   イントでけがいて各半導体レーザ素子に分割する
   ことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。