JPH09181392A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
半導体発光装置の製造方法Info
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- JPH09181392A JPH09181392A JP33719295A JP33719295A JPH09181392A JP H09181392 A JPH09181392 A JP H09181392A JP 33719295 A JP33719295 A JP 33719295A JP 33719295 A JP33719295 A JP 33719295A JP H09181392 A JPH09181392 A JP H09181392A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板とこれの上に形成する半導体層との劈開
面が一致する劈開面を有することのない場合において、
半導体層において共振器端面としてすぐれた端面を確実
かつ容易に形成することができるようにする。 【解決手段】 ｛１１−２０｝面（ａ面）を主面とする
基板１上に、少なくとも第１のクラッド層６と、発光層
７と、第２のクラッド層８とを含む積層構造の半導体層
２を形成する工程と、加熱下において、半導体層２と基
板１とを一体に破断して上記基板に、｛１−１０２｝面
（ｒ面）で劈開された面による対の端面を形成するとと
もに、半導体層２に基板１の上記対の端面に沿う対の端
面３を形成する破断工程とを採って目的とする半導体発
光装置を構成する。
面が一致する劈開面を有することのない場合において、
半導体層において共振器端面としてすぐれた端面を確実
かつ容易に形成することができるようにする。 【解決手段】 ｛１１−２０｝面（ａ面）を主面とする
基板１上に、少なくとも第１のクラッド層６と、発光層
７と、第２のクラッド層８とを含む積層構造の半導体層
２を形成する工程と、加熱下において、半導体層２と基
板１とを一体に破断して上記基板に、｛１−１０２｝面
（ｒ面）で劈開された面による対の端面を形成するとと
もに、半導体層２に基板１の上記対の端面に沿う対の端
面３を形成する破断工程とを採って目的とする半導体発
光装置を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザの製
造に適用して好適な半導体発光装置の製造方法に係わ
る。
造に適用して好適な半導体発光装置の製造方法に係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体発光装置の半導体レーザにおい
て、誘導放出が生じるようにするには、その発光領域の
両側に光を閉じ込めるための光学的反射端面が形成され
て、これら端面間に共振器を形成することが必要であ
る。
て、誘導放出が生じるようにするには、その発光領域の
両側に光を閉じ込めるための光学的反射端面が形成され
て、これら端面間に共振器を形成することが必要であ
る。
【０００３】これら端面は、一般には結晶の劈開性を利
用して、結晶基板とこれの上にエピタキシャル成長した
半導体レーザを構成する複数の半導体層が積層された積
層構造の半導体層とを、これらの板面に直交する劈開面
によって形成する。この場合、半導体層表面、もしくは
基板の裏面にいわゆる罫書きによる傷を形成して、これ
を起点として劈開するという方法が採られる。あるいは
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）や、化学的ウエット
エッチングによって上述した共振器の両端面を形成する
という方法も採られるが、劈開面を利用した端面に比
し、光学的に劣る端面となるのみならず、これらエッチ
ングによることは、著しくその作業が繁雑で、量産性を
阻む。
用して、結晶基板とこれの上にエピタキシャル成長した
半導体レーザを構成する複数の半導体層が積層された積
層構造の半導体層とを、これらの板面に直交する劈開面
によって形成する。この場合、半導体層表面、もしくは
基板の裏面にいわゆる罫書きによる傷を形成して、これ
を起点として劈開するという方法が採られる。あるいは
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）や、化学的ウエット
エッチングによって上述した共振器の両端面を形成する
という方法も採られるが、劈開面を利用した端面に比
し、光学的に劣る端面となるのみならず、これらエッチ
ングによることは、著しくその作業が繁雑で、量産性を
阻む。
【０００４】上述した劈開性を利用する方法による場
合、エピタキシャル成長半導体層に比し、このエピタキ
シャル成長がなされる基板の厚さは格段に大であること
から、この基板における劈開性の強さは、特に重要性が
高い。例えば現在広く用いられているもしくは開発の著
しいＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系のIII-V 族半導
体レーザや、ＺｎＳＳｅ，ＺｎＣｄＳｅ等のII−VI族半
導体レーザにおいては、その半導体エピタキシャル成長
がなされる基板としては、ＧａＡｓ基板等の劈開性の強
い基板が用いられることから、劈開性を利用する破断に
よって、共振器端面を形成することができる。
合、エピタキシャル成長半導体層に比し、このエピタキ
シャル成長がなされる基板の厚さは格段に大であること
から、この基板における劈開性の強さは、特に重要性が
高い。例えば現在広く用いられているもしくは開発の著
しいＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系のIII-V 族半導
体レーザや、ＺｎＳＳｅ，ＺｎＣｄＳｅ等のII−VI族半
導体レーザにおいては、その半導体エピタキシャル成長
がなされる基板としては、ＧａＡｓ基板等の劈開性の強
い基板が用いられることから、劈開性を利用する破断に
よって、共振器端面を形成することができる。
【０００５】ところが、半導体レーザ等の半導体発光装
置における短波長発光の要求から、半導体発光装置例え
ば半導体レーザにおいて、｛Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ｝のIII
族元素と、Ｎ（窒素）のＶ族元素によるIII-V 族化合物
半導体を用いた半導体レーザが注目されている。この場
合、上述したように、劈開性を利用することのできる基
板としてＭｇＡｌ2 Ｏ4 結晶基板，ＬＧＯ（すなわちＬ
ｉＧａＯ2 ）結晶基板を用いて、これに上述の｛Ｇａ，
Ａｌ，Ｉｎ｝−Ｎ半導体層をエピタキシーする構成によ
るものの試みはなされている。
置における短波長発光の要求から、半導体発光装置例え
ば半導体レーザにおいて、｛Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ｝のIII
族元素と、Ｎ（窒素）のＶ族元素によるIII-V 族化合物
半導体を用いた半導体レーザが注目されている。この場
合、上述したように、劈開性を利用することのできる基
板としてＭｇＡｌ2 Ｏ4 結晶基板，ＬＧＯ（すなわちＬ
ｉＧａＯ2 ）結晶基板を用いて、これに上述の｛Ｇａ，
Ａｌ，Ｉｎ｝−Ｎ半導体層をエピタキシーする構成によ
るものの試みはなされている。
【０００６】しかしながら、基板としてサファイア基板
を用いる場合、これの上に上述の｛Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ｝
のいづれかとＮによる例えばＧａＮ半導体層をエピタキ
シャル成長して目的とする例えば半導体レーザを形成す
る場合、サファイア基板には、この半導体層の劈開面に
一致する劈開面が存在することがないことから、上述し
たような劈開面を利用した破断による共振器端面の形成
は困難である。
を用いる場合、これの上に上述の｛Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ｝
のいづれかとＮによる例えばＧａＮ半導体層をエピタキ
シャル成長して目的とする例えば半導体レーザを形成す
る場合、サファイア基板には、この半導体層の劈開面に
一致する劈開面が存在することがないことから、上述し
たような劈開面を利用した破断による共振器端面の形成
は困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うに例えば基板としてサファイア基板が用いられ、その
上にＧａＮ等のIII-V 族化合物半導体層が形成される半
導体レーザ等を構成するに当たり、このサファイア基板
におけるように、その劈開面が、これの上に形成する半
導体層の劈開面と一致する劈開面を有することのない場
合において、半導体層において共振器端面としてすぐれ
た端面を確実かつ容易に形成することができるようにし
た半導体発光装置の製造方法を提供する。
うに例えば基板としてサファイア基板が用いられ、その
上にＧａＮ等のIII-V 族化合物半導体層が形成される半
導体レーザ等を構成するに当たり、このサファイア基板
におけるように、その劈開面が、これの上に形成する半
導体層の劈開面と一致する劈開面を有することのない場
合において、半導体層において共振器端面としてすぐれ
た端面を確実かつ容易に形成することができるようにし
た半導体発光装置の製造方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
装置の製造方法においては、｛１１−２０｝面すなわち
ａ面を主面とする基板上に、少なくとも第１のクラッド
層と、発光層と、第２のクラッド層とを含む積層構造の
半導体層を形成する工程と、加熱下において、半導体層
と基板とを一体に破断して上記基板に、｛１−１０２｝
面すなわちｒ面で劈開された面による対の端面を形成す
るとともに、半導体層に基板の上記対の端面に沿う対の
端面を形成する破断工程とを採って目的とする半導体発
光装置例えば半導体レーザを構成する。
装置の製造方法においては、｛１１−２０｝面すなわち
ａ面を主面とする基板上に、少なくとも第１のクラッド
層と、発光層と、第２のクラッド層とを含む積層構造の
半導体層を形成する工程と、加熱下において、半導体層
と基板とを一体に破断して上記基板に、｛１−１０２｝
面すなわちｒ面で劈開された面による対の端面を形成す
るとともに、半導体層に基板の上記対の端面に沿う対の
端面を形成する破断工程とを採って目的とする半導体発
光装置例えば半導体レーザを構成する。
【０００９】上述したように、本発明方法においては、
基板の破断を劈開によったことから、この基板に比して
その厚さが格段に小なる半導体層もまた、基板と一体に
その破断面に沿って良好に破断され表面性にすぐれた対
の端面が形成される。したがって、本発明方法によれ
ば、基板と、これの上にエピタキシャル成長する半導体
層における劈開性にすぐれた面とが一致しない場合にお
いても、基板上の半導体層に表面性にすぐれた面の対の
端面を形成でき、これらによって半導体発光装置の共振
器端面とすることができるので、発光特性にすぐれた半
導体レーザ等の半導体発光装置を構成することができる
ことになる。
基板の破断を劈開によったことから、この基板に比して
その厚さが格段に小なる半導体層もまた、基板と一体に
その破断面に沿って良好に破断され表面性にすぐれた対
の端面が形成される。したがって、本発明方法によれ
ば、基板と、これの上にエピタキシャル成長する半導体
層における劈開性にすぐれた面とが一致しない場合にお
いても、基板上の半導体層に表面性にすぐれた面の対の
端面を形成でき、これらによって半導体発光装置の共振
器端面とすることができるので、発光特性にすぐれた半
導体レーザ等の半導体発光装置を構成することができる
ことになる。
【００１０】尚、本発明においては、｛１１−２０｝面
および｛１−１０２｝面のそれぞれと実質的に等価な面
から±５°程度まで傾斜した面についても｛１１−２
０｝面および｛１−１０２｝面と見做すものである。
および｛１−１０２｝面のそれぞれと実質的に等価な面
から±５°程度まで傾斜した面についても｛１１−２
０｝面および｛１−１０２｝面と見做すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に実施の形態を説明する。
図１は、本発明による半導体装置の一例の概略斜視図で
ある。本発明においては、基板１上に、｛Ｇａ，Ａｌ，
Ｉｎ｝のうちの少なくとも１つの元素とＮとを含む化合
物半導体層２が形成される。この例においては、ＧａＮ
系半導体レーザに適用した場合で、基板１は、例えばサ
ファイアよりなり、この基板１上に、ＧａＮ系半導体発
光装置例えば半導体レーザを構成する複数の半導体層、
すなわち少なくともクラッド層６と、発光層例えば活性
層７と、第２のクラッド層８とを有する半導体層２が形
成される。
図１は、本発明による半導体装置の一例の概略斜視図で
ある。本発明においては、基板１上に、｛Ｇａ，Ａｌ，
Ｉｎ｝のうちの少なくとも１つの元素とＮとを含む化合
物半導体層２が形成される。この例においては、ＧａＮ
系半導体レーザに適用した場合で、基板１は、例えばサ
ファイアよりなり、この基板１上に、ＧａＮ系半導体発
光装置例えば半導体レーザを構成する複数の半導体層、
すなわち少なくともクラッド層６と、発光層例えば活性
層７と、第２のクラッド層８とを有する半導体層２が形
成される。
【００１２】そして、特に本発明においては、サファイ
ア基板１を、その主面１ａが、｛１１−２０｝面すなわ
ちａ面であり、これと直交する面が｛１−１０２｝面す
なわちｒ面を有する基板によって構成する。
ア基板１を、その主面１ａが、｛１１−２０｝面すなわ
ちａ面であり、これと直交する面が｛１−１０２｝面す
なわちｒ面を有する基板によって構成する。
【００１３】そして、この基板１の主面１ａ上に半導体
層２を形成する。この例においては、図２に、図１にお
ける鎖線ａに沿う面に対応する断面図を示すように、サ
ファイア基板１の（１１−２０) 面による主面１ａ上
に、必要に応じてＧａＮよりなるバッファ層４を厚さ例
えば３０ｎｍにエピタキシャル成長する。続いてこれと
同一エピタキシャル成長工程で、基板１上に第１導電型
例えばｎ型の不純物Ｓｉがドープされたｎ型の厚さ例え
ば３μｍ程度の電極取出し層５と、同様に第１導電型例
えばｎ型の不純物Ｓｉがドープされたｎ型の厚さ例えば
０．５μｍ程度の第１のクラッド層６と、低不純物濃度
もしくはノンドープの例えばｎ型のＧａＮよりなる厚さ
例えば０．０５μｍ程度の活性層７と、第２の導電型例
えばｐ型の不純物ＭｇがドープされたＧａＮよりなる厚
さ例えば０．５μｍ程度の第２のクラッド層８と、第２
の導電型例えばｐ型の不純物ＭｇがドープされたＡｌＧ
ａＮよりなる厚さ例えば０．５μｍ程度の第２のクラッ
ド層８と、第２の導電型例えばｐ型の不純物Ｍｇがドー
プされたＧａＮよりなる厚さ例えば１．０μｍ程度のキ
ャップ層９とを順次エピタキシャル成長する。これら、
各層３〜９の各半導体層は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organi
c Chemical Vapor Deposition:有機金属化学的気相成
長）法、あるいはＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy: 分
子線エピタキシー）法等によってエピタキシャル成長す
ることができる。
層２を形成する。この例においては、図２に、図１にお
ける鎖線ａに沿う面に対応する断面図を示すように、サ
ファイア基板１の（１１−２０) 面による主面１ａ上
に、必要に応じてＧａＮよりなるバッファ層４を厚さ例
えば３０ｎｍにエピタキシャル成長する。続いてこれと
同一エピタキシャル成長工程で、基板１上に第１導電型
例えばｎ型の不純物Ｓｉがドープされたｎ型の厚さ例え
ば３μｍ程度の電極取出し層５と、同様に第１導電型例
えばｎ型の不純物Ｓｉがドープされたｎ型の厚さ例えば
０．５μｍ程度の第１のクラッド層６と、低不純物濃度
もしくはノンドープの例えばｎ型のＧａＮよりなる厚さ
例えば０．０５μｍ程度の活性層７と、第２の導電型例
えばｐ型の不純物ＭｇがドープされたＧａＮよりなる厚
さ例えば０．５μｍ程度の第２のクラッド層８と、第２
の導電型例えばｐ型の不純物ＭｇがドープされたＡｌＧ
ａＮよりなる厚さ例えば０．５μｍ程度の第２のクラッ
ド層８と、第２の導電型例えばｐ型の不純物Ｍｇがドー
プされたＧａＮよりなる厚さ例えば１．０μｍ程度のキ
ャップ層９とを順次エピタキシャル成長する。これら、
各層３〜９の各半導体層は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organi
c Chemical Vapor Deposition:有機金属化学的気相成
長）法、あるいはＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy: 分
子線エピタキシー）法等によってエピタキシャル成長す
ることができる。
【００１４】図３に図２における断面とは直交する断面
図を示すように、キャップ層９の表面から、化学的ウエ
ットエッチングもしくはＲＩＥ等のドライエッチングに
よって、上述の基板１における上記ｒ面に交叉、例えば
直交する方向に電極取出し層５の一部を外部に露呈する
電極取出し溝１０をストライプ状に形成する。そして、
この溝１０内の側面を含んでキャップ層９を覆って全面
的に、ＳｉＯ2 等の絶縁膜１１をスパッタリング、ＣＶ
Ｄ(Chemical Vapor Deposition) 法等によって形成す
る。その後、このキャップ層９上の絶縁膜１１に一方の
電極コンタクト窓１１ｗ1 を溝１０の延長方向に沿って
ストライプ状に穿設し、溝１０内の電極取出し層５上の
絶縁膜１１に他方の電極コンタクト窓１１ｗ2 を穿設す
る。これら窓１１ｗ1 および１１ｗ2 の形成は、例えば
フォトリソグラフィによるパターンエッチングによって
形成する。
図を示すように、キャップ層９の表面から、化学的ウエ
ットエッチングもしくはＲＩＥ等のドライエッチングに
よって、上述の基板１における上記ｒ面に交叉、例えば
直交する方向に電極取出し層５の一部を外部に露呈する
電極取出し溝１０をストライプ状に形成する。そして、
この溝１０内の側面を含んでキャップ層９を覆って全面
的に、ＳｉＯ2 等の絶縁膜１１をスパッタリング、ＣＶ
Ｄ(Chemical Vapor Deposition) 法等によって形成す
る。その後、このキャップ層９上の絶縁膜１１に一方の
電極コンタクト窓１１ｗ1 を溝１０の延長方向に沿って
ストライプ状に穿設し、溝１０内の電極取出し層５上の
絶縁膜１１に他方の電極コンタクト窓１１ｗ2 を穿設す
る。これら窓１１ｗ1 および１１ｗ2 の形成は、例えば
フォトリソグラフィによるパターンエッチングによって
形成する。
【００１５】そして、一方の電極コンタクト窓１１ｗ1
を通じてキャップ層９に、例えばＡｕ電極１２をオーミ
ックに被着形成し、他方の電極コンタクト窓１１ｗ2 を
通じて電極取出し層５に例えば順次Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕの
各金属層の積層電極１３をオーミックに被着形成してア
ニール処理を行う。
を通じてキャップ層９に、例えばＡｕ電極１２をオーミ
ックに被着形成し、他方の電極コンタクト窓１１ｗ2 を
通じて電極取出し層５に例えば順次Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕの
各金属層の積層電極１３をオーミックに被着形成してア
ニール処理を行う。
【００１６】図４に図２と同一面における断面図すなわ
ち図３とは直交する断面図を示すように、基板１の主面
１ａとは反対側の面１ｂ側から、基板１の主面１ａと直
交する（１−１０２）面もしくはこれと同等の｛１−１
０２｝面と平行する方向に沿って延びる２本以上のスト
ライプ状の溝１８を切り込む。この溝１８は、例えばダ
イシングによって形成することができ、この溝の、基板
面１ｂにおける開口幅は例えば２００μｍ程度の幅広に
形成するが、その底部においては、基板１の｛１−１０
２｝面に沿う方向に延長する線状端１８Ｓを形成し、此
処に応力の集中が生じるようにする。
ち図３とは直交する断面図を示すように、基板１の主面
１ａとは反対側の面１ｂ側から、基板１の主面１ａと直
交する（１−１０２）面もしくはこれと同等の｛１−１
０２｝面と平行する方向に沿って延びる２本以上のスト
ライプ状の溝１８を切り込む。この溝１８は、例えばダ
イシングによって形成することができ、この溝の、基板
面１ｂにおける開口幅は例えば２００μｍ程度の幅広に
形成するが、その底部においては、基板１の｛１−１０
２｝面に沿う方向に延長する線状端１８Ｓを形成し、此
処に応力の集中が生じるようにする。
【００１７】これら溝１８の深さは、基板１の主面１ａ
に達することがない深さとし、いま、基板１の厚さをＴ
とし、基板の溝の深さをＤとするとき、 ０＜Ｔ−Ｄ≦
１５０μｍ、もしくは０＜Ｔ−Ｄ≦Ｔ／２に選定する。
に達することがない深さとし、いま、基板１の厚さをＴ
とし、基板の溝の深さをＤとするとき、 ０＜Ｔ−Ｄ≦
１５０μｍ、もしくは０＜Ｔ−Ｄ≦Ｔ／２に選定する。
【００１８】この溝１８の断面形状は、図５に基板１の
裏面側からの各斜視図を示すように、例えば図５Ａに示
す断面Ｖ字状に、あるいは図５Ｂに示す断面Ｕ字状に、
または図５Ｃに示す一側面を垂直面とする形状とするな
ど種々の形状とすることができるが、溝１８の底部にお
いては、基板１の｛１−１０２｝面に沿う線状に延びる
尖鋭部分が形成されて、此処に応力が集中するようにす
る。
裏面側からの各斜視図を示すように、例えば図５Ａに示
す断面Ｖ字状に、あるいは図５Ｂに示す断面Ｕ字状に、
または図５Ｃに示す一側面を垂直面とする形状とするな
ど種々の形状とすることができるが、溝１８の底部にお
いては、基板１の｛１−１０２｝面に沿う線状に延びる
尖鋭部分が形成されて、此処に応力が集中するようにす
る。
【００１９】その後、この半導体層２が形成された基板
１に、これに面方向の張力を与えながら外力を与える。
例えば基板１これを撓曲させるように外部から機械的応
力を与える。あるいは熱応力を与えるとか、超音波を与
える。このようにするとサファイア基板１の｛１−１０
２｝面が劈開し易い面であることから、図１に示すよう
に、｛１−１０２｝面に沿って基板１が容易に破断し、
これに伴って、この基板１に比して格段に薄い半導体層
２が破断する。このとき、基板１の厚さは、数百μｍで
あるに比し、半導体層２のそれは、数μｍ程度であるの
で、基板１と半導体層２とは、一体に破断される。すな
わち、半導体層２において、基板１のｒ面による端面と
一致してきれいに破断された対の端面３が形成される。
１に、これに面方向の張力を与えながら外力を与える。
例えば基板１これを撓曲させるように外部から機械的応
力を与える。あるいは熱応力を与えるとか、超音波を与
える。このようにするとサファイア基板１の｛１−１０
２｝面が劈開し易い面であることから、図１に示すよう
に、｛１−１０２｝面に沿って基板１が容易に破断し、
これに伴って、この基板１に比して格段に薄い半導体層
２が破断する。このとき、基板１の厚さは、数百μｍで
あるに比し、半導体層２のそれは、数μｍ程度であるの
で、基板１と半導体層２とは、一体に破断される。すな
わち、半導体層２において、基板１のｒ面による端面と
一致してきれいに破断された対の端面３が形成される。
【００２０】因みに、この｛１−１０２｝面すなわちｒ
面が劈開し易い面であることについては報告がなされて
いるところである（S.M.Wiederhorn,Journal of the Am
erican Ceramic Society,52(9),(1969)485-91./E.Stofe
l and Hans Conrad,Trans.AIME,227(5)(1963)1053.参
照）。。
面が劈開し易い面であることについては報告がなされて
いるところである（S.M.Wiederhorn,Journal of the Am
erican Ceramic Society,52(9),(1969)485-91./E.Stofe
l and Hans Conrad,Trans.AIME,227(5)(1963)1053.参
照）。。
【００２１】しかも、上述したように、基板１に溝１８
を形成し、その底部に応力の集中が生じるようにすると
きは、これによる助成によって上述したｒ面の劈開が、
より確実に、しかも溝１８の形成位置で設定される所定
の位置でなされる。
を形成し、その底部に応力の集中が生じるようにすると
きは、これによる助成によって上述したｒ面の劈開が、
より確実に、しかも溝１８の形成位置で設定される所定
の位置でなされる。
【００２２】更に、この破断に際しては、常温より高
く、例えば１５０℃以上で、基板１の弾性が減少する温
度例えば３００℃以上、更に半導体層２のエピタキシャ
ル成長時の温度に比しては低い温度においてできるだけ
このエピタキシャル成長温度に近い温度下で行う。
く、例えば１５０℃以上で、基板１の弾性が減少する温
度例えば３００℃以上、更に半導体層２のエピタキシャ
ル成長時の温度に比しては低い温度においてできるだけ
このエピタキシャル成長温度に近い温度下で行う。
【００２３】このように、半導体層２のエピタキシャル
成長温度に近づけて破断を行うことが望ましい理由につ
いて説明すると、半導体層２と基板１とは、一体に破断
されることが望ましいが、これら半導体層２と基板１と
の間に、両者の格子不一致による弾性歪みが存在する場
合、基板１と半導体層２とは一体に破断しにくくなる。
ところで、本来、半導体層２を基板１上にエピタキシャ
ル成長するに際してのエピタキシャル成長温度は、上述
した格子不一致による歪みが最も低い温度とされている
ものであるから、このエピタキシャル成長温度の近傍で
は、半導体層２と基板１との間の歪みが小さい状態とな
ることから、この温度下で上述した破断を行うときは、
半導体２と基板１とは、より一体に破断し易くなるので
ある。
成長温度に近づけて破断を行うことが望ましい理由につ
いて説明すると、半導体層２と基板１とは、一体に破断
されることが望ましいが、これら半導体層２と基板１と
の間に、両者の格子不一致による弾性歪みが存在する場
合、基板１と半導体層２とは一体に破断しにくくなる。
ところで、本来、半導体層２を基板１上にエピタキシャ
ル成長するに際してのエピタキシャル成長温度は、上述
した格子不一致による歪みが最も低い温度とされている
ものであるから、このエピタキシャル成長温度の近傍で
は、半導体層２と基板１との間の歪みが小さい状態とな
ることから、この温度下で上述した破断を行うときは、
半導体２と基板１とは、より一体に破断し易くなるので
ある。
【００２４】また、上述したように、弾性特性が低下し
た状態で、破断を行うことにより、基板１と半導体層２
に連続的に差し渡る破断を、より確実に行うことができ
る。
た状態で、破断を行うことにより、基板１と半導体層２
に連続的に差し渡る破断を、より確実に行うことができ
る。
【００２５】因みに、サファイアにおいて、例えば３０
０〜６００℃に温度が高められることによって強度が最
も弱くなることについては、すでに報告がなされている
( 例えばA.H.Heuer and J.P.Roberts,“Temperature De
pendence of the Strength of Crundum Single Crystal
s ”American Ceramic Society Bulltin,47(4)(1968)35
4.) ) 。
０〜６００℃に温度が高められることによって強度が最
も弱くなることについては、すでに報告がなされている
( 例えばA.H.Heuer and J.P.Roberts,“Temperature De
pendence of the Strength of Crundum Single Crystal
s ”American Ceramic Society Bulltin,47(4)(1968)35
4.) ) 。
【００２６】このようにして形成された端面３は、表面
性にすぐれた面によって形成されることから、光学的に
すぐれた平坦面として形成される。しかしながら、とき
には原子ステップによる微細な凹凸が生じる場合があ
る。そこで、このこの微細な凹凸を埋込んで、より表面
の平滑鏡面化をはかるために、この端面に、絶縁の光学
膜（図示せず）を被着形成することができる。この光学
膜は、半導体層２のレーザ発光部の、第１のクラッド層
６、活性層７、第２のクラッド層の少なくとも１層とそ
の屈折率が同等ないしはできるだけ近い屈折率を有する
絶縁膜を真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ法等によっ
て被着形成する。この場合、実際には、この半導体レー
ザにおける実質的発光部の端面は、活性層３に比しその
厚さが大きい光じ込め層、上述した例では、第１および
第２のクラッド層６および８の端面が重要であることか
ら、光学膜はクラッド層の屈折率と同等ないしはこれに
近い屈折率材料によって構成する。
性にすぐれた面によって形成されることから、光学的に
すぐれた平坦面として形成される。しかしながら、とき
には原子ステップによる微細な凹凸が生じる場合があ
る。そこで、このこの微細な凹凸を埋込んで、より表面
の平滑鏡面化をはかるために、この端面に、絶縁の光学
膜（図示せず）を被着形成することができる。この光学
膜は、半導体層２のレーザ発光部の、第１のクラッド層
６、活性層７、第２のクラッド層の少なくとも１層とそ
の屈折率が同等ないしはできるだけ近い屈折率を有する
絶縁膜を真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ法等によっ
て被着形成する。この場合、実際には、この半導体レー
ザにおける実質的発光部の端面は、活性層３に比しその
厚さが大きい光じ込め層、上述した例では、第１および
第２のクラッド層６および８の端面が重要であることか
ら、光学膜はクラッド層の屈折率と同等ないしはこれに
近い屈折率材料によって構成する。
【００２７】すなわち、半導体層２は、｛Ｇａ，Ａｌ，
Ｉｎ｝のうちの少なくとも１つの元素とＮとを含む化合
物半導体層によって構成する場合、上述したように端面
３にこれを平坦化する光学膜を被着する場合、各半導体
層の屈折率ｎは、ＧａＮの場合ｎ＝２．６７，ＡｌＮの
場合ｎ＝２．１５，ＩｎＮの場合ｎ＝２．８５〜３．０
５であることから、端面３に形成する光学膜は、その中
間的値のｎ＝１．５〜３．０５のＡｌＮ，ＧａＮ，Ｉｎ
Ｎ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ膜等の真空蒸着，スパッタ
リングや、ＣＶＤ法等によって被着する。
Ｉｎ｝のうちの少なくとも１つの元素とＮとを含む化合
物半導体層によって構成する場合、上述したように端面
３にこれを平坦化する光学膜を被着する場合、各半導体
層の屈折率ｎは、ＧａＮの場合ｎ＝２．６７，ＡｌＮの
場合ｎ＝２．１５，ＩｎＮの場合ｎ＝２．８５〜３．０
５であることから、端面３に形成する光学膜は、その中
間的値のｎ＝１．５〜３．０５のＡｌＮ，ＧａＮ，Ｉｎ
Ｎ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ膜等の真空蒸着，スパッタ
リングや、ＣＶＤ法等によって被着する。
【００２８】このようにして、目的とする本発明による
半導体レーザを得る。
半導体レーザを得る。
【００２９】そして、この場合、溝１８の形成を行うと
きは、その隣合う各対の溝１８の間隔は、予め、最終的
に形成する半導体レーザの共振器長に対応して選定す
る。
きは、その隣合う各対の溝１８の間隔は、予め、最終的
に形成する半導体レーザの共振器長に対応して選定す
る。
【００３０】上述したように、本発明方法によれば、そ
の共振器端面を形成する半導体層２の端面３が、表面性
にすぐれたすなわち光学的にすぐれた平面として形成で
きることから、発光特性にすぐれた半導体レーザを製造
することができる。
の共振器端面を形成する半導体層２の端面３が、表面性
にすぐれたすなわち光学的にすぐれた平面として形成で
きることから、発光特性にすぐれた半導体レーザを製造
することができる。
【００３１】尚、図示においては、基板１に一方向に延
長する溝１８を平行に形成した場合であるが、実際の半
導体レーザの製造においては、基板１からのチップ化
を、共振器長方向を横切る方向、すなわち端面３を形成
する破断のみならず、これと直交する方向の破断をも行
ってチップ化がなされるものであるので、基板１にはそ
の溝１８と直交する方向に所要の間隔、すなわちチップ
幅に対応する間隔に溝１８と同様の溝の形成を行って、
上述した破断によって、所定の共振器長が設定されると
ともに所要の幅を有する半導体レーザチップを形成す
る。この場合、半導体層２に関して劈開しにくい面での
破断もなされるが、この破断面は共振器の端面を形成す
る面ではないことから、光学的にすぐれた面である必要
はなく、半導体レーザの特性に影響を及ぼすものではな
い。
長する溝１８を平行に形成した場合であるが、実際の半
導体レーザの製造においては、基板１からのチップ化
を、共振器長方向を横切る方向、すなわち端面３を形成
する破断のみならず、これと直交する方向の破断をも行
ってチップ化がなされるものであるので、基板１にはそ
の溝１８と直交する方向に所要の間隔、すなわちチップ
幅に対応する間隔に溝１８と同様の溝の形成を行って、
上述した破断によって、所定の共振器長が設定されると
ともに所要の幅を有する半導体レーザチップを形成す
る。この場合、半導体層２に関して劈開しにくい面での
破断もなされるが、この破断面は共振器の端面を形成す
る面ではないことから、光学的にすぐれた面である必要
はなく、半導体レーザの特性に影響を及ぼすものではな
い。
【００３２】尚、上述した例では、光の閉じ込め層がク
ラッド層である場合、すなわち活性層がクラッド層によ
って挟みこまれたいわゆるダブルヘテロ構造の半導体レ
ーザを構成する場合について説明したが、活性層とクラ
ッド層との間に光ガイド層が配されたいわゆるＳＣＨ(S
eparate Confinement Heterostructure)型構成をとり、
光閉じ込めが、これら光ガイド層とクラッド層とによる
半導体レーザに適用することもできるなど上述した半導
体レーザに限られるものではなく種々の構成による半導
体レーザあるいは発光ダイオード等によって構成するこ
ともできる。
ラッド層である場合、すなわち活性層がクラッド層によ
って挟みこまれたいわゆるダブルヘテロ構造の半導体レ
ーザを構成する場合について説明したが、活性層とクラ
ッド層との間に光ガイド層が配されたいわゆるＳＣＨ(S
eparate Confinement Heterostructure)型構成をとり、
光閉じ込めが、これら光ガイド層とクラッド層とによる
半導体レーザに適用することもできるなど上述した半導
体レーザに限られるものではなく種々の構成による半導
体レーザあるいは発光ダイオード等によって構成するこ
ともできる。
【００３３】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、基板
１がサファイア基板で、これの上に形成する半導体層２
が、｛Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ｝のうちの少なくとも１つの元
素のＮとを含む化合物半導体であって、両者の劈開面が
一致しない場合においても、その破断を基板１に関し
て、劈開性を有する面で行うようにしたことにより、こ
の基板１とこれの上の半導体層２とが一体に破断される
ことから、確実に半導体レーザを形成する半導体層にお
いて、その端面３を表面性にすぐれた面、すなわち例え
ばエッチングによって形成する場合における面よりすぐ
れた平滑面として形成できるのみならず、その製造工程
が簡略化され、また再現性にすぐれ、安定して目的とす
る特性を有する半導体装置、例えば半導体レーザを構成
することができるものである。
１がサファイア基板で、これの上に形成する半導体層２
が、｛Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ｝のうちの少なくとも１つの元
素のＮとを含む化合物半導体であって、両者の劈開面が
一致しない場合においても、その破断を基板１に関し
て、劈開性を有する面で行うようにしたことにより、こ
の基板１とこれの上の半導体層２とが一体に破断される
ことから、確実に半導体レーザを形成する半導体層にお
いて、その端面３を表面性にすぐれた面、すなわち例え
ばエッチングによって形成する場合における面よりすぐ
れた平滑面として形成できるのみならず、その製造工程
が簡略化され、また再現性にすぐれ、安定して目的とす
る特性を有する半導体装置、例えば半導体レーザを構成
することができるものである。
【図１】本発明による半導体装置の一例の概略斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明による半導体装置の製造方法の一例の一
工程における断面図である。
工程における断面図である。
【図３】本発明による半導体装置の製造方法の一例の一
工程における断面図である。
工程における断面図である。
【図４】本発明による半導体装置の製造方法の一例の一
工程における断面図である。
工程における断面図である。
【図５】Ａ，ＢおよびＣは、それぞれ本発明による製造
方法の基板に形成する溝の形状の例を示す斜視図であ
る。
方法の基板に形成する溝の形状の例を示す斜視図であ
る。
１ 基板 ２ 半導体層 ３ 端面 ５ 電極取出し層 ６ 第１のクラッド層 ７ 活性層 ８ 第２のクラッド層 ９ キャップ層 １０ 電極取出し溝 １１ 絶縁膜 １８ 溝
Claims (9)
- 【請求項１】 ｛１１−２０｝面を主面とする基板上
に、少なくとも第１のクラッド層と、発光層と、第２の
クラッド層とを含む積層構造の半導体層を形成する工程
と、 加熱下において、上記半導体層と上記基板とを一体に破
断して上記基板に、｛１−１０２｝面で劈開された面に
よる対の端面を形成するとともに、上記半導体層に上記
基板の上記対の端面に沿う対の端面を形成する破断工程
とを採ることを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項２】 上記基板サファイヤ基板であることを特
徴とする請求項１に記載の半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項３】 上記半導体層が、｛Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ｝
のうちの少なくとも１つの元素とＮとを含む化合物半導
体層によることを特徴とする請求項１に記載の半導体発
光装置の製造方法。 - 【請求項４】 上記加熱の温度が、上記基板の弾性特性
が減少する温度に選定されたことを特徴とする請求項１
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 上記破断工程を、上記半導体層のエピタ
キシャル成長温度に近い温度下で行うことを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 上記破断工程に先立って上記基板の上記
積層構造を有する側とは反対側に、深さ方向の端部に応
力を集中させるような形状の溝を形成する工程を経るこ
とを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置の製造
方法。 - 【請求項７】 上記基板の厚さをＴとし、上記基板の溝
の深さをＤとするとき、０＜Ｔ−Ｄ≦１５０μｍ、もし
くは０＜Ｔ−Ｄ≦Ｔ／２としたことを特徴とする請求項
１に記載の半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項８】 上記破断工程が、外部から与える機械的
応力、熱応力、超音波の少なくとも１以上によって行わ
れることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項９】 上記｛１１−２０｝面および｛１−１０
２｝面が、それぞれ｛１１−２０｝面から±５°以内お
よび｛１−１０２｝面から±５°以内の面であることを
特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33719295A JPH09181392A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 半導体発光装置の製造方法 |
| IDP963876A ID16181A (id) | 1995-12-25 | 1996-02-23 | Alat semi konduktor dengan permukaan terbelah |
| US08/772,066 US5753966A (en) | 1995-12-25 | 1996-12-19 | Semiconductor device with cleaved surface |
| MYPI96005433A MY132539A (en) | 1995-12-25 | 1996-12-23 | Semiconductor device with cleaved surface |
| KR1019960071471A KR100415522B1 (ko) | 1995-12-25 | 1996-12-24 | 벽개면을갖는반도체장치 |
| CN96117948A CN1104766C (zh) | 1995-12-25 | 1996-12-25 | 具有解理表面的半导体器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33719295A JPH09181392A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 半導体発光装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09181392A true JPH09181392A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18306317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33719295A Pending JPH09181392A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 半導体発光装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09181392A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001230497A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体装置 |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP33719295A patent/JPH09181392A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001230497A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体装置 |
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