JPH09266347A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH09266347A JPH09266347A JP7270096A JP7270096A JPH09266347A JP H09266347 A JPH09266347 A JP H09266347A JP 7270096 A JP7270096 A JP 7270096A JP 7270096 A JP7270096 A JP 7270096A JP H09266347 A JPH09266347 A JP H09266347A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0201—Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
- H01S5/0202—Cleaving
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Dicing (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 傾斜基板を用いたＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ
系半導体レーザを、歩留まりよく作製する製造方法を提
供する。 【解決手段】 主面が（１００）面から［０ａａ］方向
（ａは１または−１）に傾斜した基板上に半導体薄膜を
形成して半導体素子ウエハーを作製する。次に、［０ａ
ａ］方向にスクライブ線を形成する。次に、スクライブ
線に沿ってバー状に分離劈開する。このとき、バー端部
の劈開面である（０ａａ）面がウエハー主面となす角度
が９０゜以下である一方の帯状ウエハー端部にスクライ
ブ線を形成する。これによって、クラックのない良好な
半導体レーザ共振器面を形成できるので、製造歩留まり
や信頼性の向上が可能となる。
系半導体レーザを、歩留まりよく作製する製造方法を提
供する。 【解決手段】 主面が（１００）面から［０ａａ］方向
（ａは１または−１）に傾斜した基板上に半導体薄膜を
形成して半導体素子ウエハーを作製する。次に、［０ａ
ａ］方向にスクライブ線を形成する。次に、スクライブ
線に沿ってバー状に分離劈開する。このとき、バー端部
の劈開面である（０ａａ）面がウエハー主面となす角度
が９０゜以下である一方の帯状ウエハー端部にスクライ
ブ線を形成する。これによって、クラックのない良好な
半導体レーザ共振器面を形成できるので、製造歩留まり
や信頼性の向上が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関するものであり、特に半導体レーザ等のチップ
の劈開分離方法に係わるものである。
方法に関するものであり、特に半導体レーザ等のチップ
の劈開分離方法に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信や光情報処理などの分野で
半導体レーザの需要が高まり、ＡｌＧａＡs／ＧａＡｓ
系、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系を中心として活発な研究
開発が進められてきた。光情報処理分野においては、特
に波長が７８０ｎｍのＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系近赤外
半導体レーザを光源としたコンパクトディスクが広く普
及するに至っている。
半導体レーザの需要が高まり、ＡｌＧａＡs／ＧａＡｓ
系、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系を中心として活発な研究
開発が進められてきた。光情報処理分野においては、特
に波長が７８０ｎｍのＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系近赤外
半導体レーザを光源としたコンパクトディスクが広く普
及するに至っている。
【０００３】光ディスク装置に益々記憶容量の増加が求
められるようになり、それにともない短波長のレーザの
要望が強まってきている。ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系
半導体レーザは６３０〜６９０ｎｍの赤色波長領域での
発振が可能であり、現在実用レベルにある半導体レーザ
では最も短波長の光が得られるのもである。したがっ
て、次世代の大容量光情報記録用光源として有望であ
る。
められるようになり、それにともない短波長のレーザの
要望が強まってきている。ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系
半導体レーザは６３０〜６９０ｎｍの赤色波長領域での
発振が可能であり、現在実用レベルにある半導体レーザ
では最も短波長の光が得られるのもである。したがっ
て、次世代の大容量光情報記録用光源として有望であ
る。
【０００４】これらの半導体レーザは劈開によって得ら
れる結晶面をレーザ共振器として用いている。そのた
め、レーザ共振器の形成には以下に示すような劈開方法
をとっていた。
れる結晶面をレーザ共振器として用いている。そのた
め、レーザ共振器の形成には以下に示すような劈開方法
をとっていた。
【０００５】まず、ストライプ状の発光領域を有する半
導体レーザウエハーを個々の半導体レーザチップに分離
するために、一旦ストライプと直行する方向にウエハー
表面上にスクライブ線を形成する。そのスクライブ線
は、ダイヤモンドスクライバーの刃先をウエハー表面に
接触させて傷をつけて形成する。次に、ローラーや突き
上げ歯によって、ウエハー表面とは対向する基板裏面に
スクライブ線に沿って、ウエハーに加重を加えてバー状
に劈開する。
導体レーザウエハーを個々の半導体レーザチップに分離
するために、一旦ストライプと直行する方向にウエハー
表面上にスクライブ線を形成する。そのスクライブ線
は、ダイヤモンドスクライバーの刃先をウエハー表面に
接触させて傷をつけて形成する。次に、ローラーや突き
上げ歯によって、ウエハー表面とは対向する基板裏面に
スクライブ線に沿って、ウエハーに加重を加えてバー状
に劈開する。
【０００６】この劈開工程によって、レーザの共振器面
となる鏡面が形成される。劈開面となる（０−１１）や
（０１１）等の面では、劈開によって原子オーダーの平
坦な鏡面を得ることができる。さらに、このバーを各チ
ップに分離することによって半導体レーザチップが得ら
れる。
となる鏡面が形成される。劈開面となる（０−１１）や
（０１１）等の面では、劈開によって原子オーダーの平
坦な鏡面を得ることができる。さらに、このバーを各チ
ップに分離することによって半導体レーザチップが得ら
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＡｌＧａＩｎＰ／Ｇａ
Ａｓ系半導体レーザでは、ｐ型不純物濃度の改善や自然
超格子の抑制のために（１００）面から［０１１］、
［０−１−１］方向に数゜から１５゜程度傾斜した基板
を用いる場合が増えている。
Ａｓ系半導体レーザでは、ｐ型不純物濃度の改善や自然
超格子の抑制のために（１００）面から［０１１］、
［０−１−１］方向に数゜から１５゜程度傾斜した基板
を用いる場合が増えている。
【０００８】本発明では、傾斜した基板を用いてもクラ
ックの発生を抑制し製造歩留まりや信頼性を向上させる
半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
ックの発生を抑制し製造歩留まりや信頼性を向上させる
半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、主面が（１００）面から［０ａａ］方向
（ａは１または−１）に２゜以上傾斜した基板上に半導
体薄膜を形成してなる半導体素子ウエハーの劈開分離工
程において、前記ウエハー主面上の［０ａａ］方向（ａ
は１または−１）にスクライブ線を形成し、主面とは対
向する面に加重を加えて、スクライブ線に沿って帯状ウ
エハーに分離する工程であり、スクライブ線を前記帯状
ウエハー端部の劈開面である（０ａａ）面（ａは１また
は−１）が前記ウエハー主面となす角度が９０゜以下と
なる一方の帯状ウエハー端部に形成する半導体装置の製
造方法とする。
に本発明では、主面が（１００）面から［０ａａ］方向
（ａは１または−１）に２゜以上傾斜した基板上に半導
体薄膜を形成してなる半導体素子ウエハーの劈開分離工
程において、前記ウエハー主面上の［０ａａ］方向（ａ
は１または−１）にスクライブ線を形成し、主面とは対
向する面に加重を加えて、スクライブ線に沿って帯状ウ
エハーに分離する工程であり、スクライブ線を前記帯状
ウエハー端部の劈開面である（０ａａ）面（ａは１また
は−１）が前記ウエハー主面となす角度が９０゜以下と
なる一方の帯状ウエハー端部に形成する半導体装置の製
造方法とする。
【００１０】また、主面が（１００）面から［０ａａ］
方向（ａは１または−１）に２゜以上傾斜した基板上に
半導体薄膜を形成してなる半導体素子ウエハーの劈開分
離工程において、前記ウエハー主面上の［０ａａ］方向
（ａは１または−１）にエッチング溝を形成し、主面と
は対向する面に加重を加えて、エッチング溝に沿って帯
状ウエハーに分離する工程であり、エッチング溝を前記
帯状ウエハー端部の劈開面である（０ａａ）面（ａは１
または−１）が前記ウエハー主面となす角度が９０゜以
下となる一方の帯状ウエハー端部に形成する半導体装置
の製造方法とする。
方向（ａは１または−１）に２゜以上傾斜した基板上に
半導体薄膜を形成してなる半導体素子ウエハーの劈開分
離工程において、前記ウエハー主面上の［０ａａ］方向
（ａは１または−１）にエッチング溝を形成し、主面と
は対向する面に加重を加えて、エッチング溝に沿って帯
状ウエハーに分離する工程であり、エッチング溝を前記
帯状ウエハー端部の劈開面である（０ａａ）面（ａは１
または−１）が前記ウエハー主面となす角度が９０゜以
下となる一方の帯状ウエハー端部に形成する半導体装置
の製造方法とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】具体的に発明の実施形態を説明す
る前に、本発明をなすに至った経緯について述べてお
く。前述したように、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導
体レーザでは、ｐ型不純物濃度の改善や自然超格子の抑
制のために（１００）面から［０１１］、［０−１−
１］方向に数゜から１５゜程度傾斜した基板を用いる場
合が増えている。我々の検討によると、このように傾斜
した基板を用いるにあたり、へきかいする方向を考慮し
なくてはならないことが判明した。
る前に、本発明をなすに至った経緯について述べてお
く。前述したように、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導
体レーザでは、ｐ型不純物濃度の改善や自然超格子の抑
制のために（１００）面から［０１１］、［０−１−
１］方向に数゜から１５゜程度傾斜した基板を用いる場
合が増えている。我々の検討によると、このように傾斜
した基板を用いるにあたり、へきかいする方向を考慮し
なくてはならないことが判明した。
【００１２】図６（ａ）はＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体結晶を成長したＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ
系半導体レーザチップの代表的な構成斜視図である。
ｎＰ系半導体結晶を成長したＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ
系半導体レーザチップの代表的な構成斜視図である。
【００１３】図６（ａ）において、半導体レーザは、
（１００）面から［０１１］方向に１２゜傾斜したＧａ
Ａｓからなるｎ型基板１０１上に、ＡｌＧａＩｎＰから
なるｎ型クラッド層１０２、ＡｌＧａＩｎＰおよびＧａ
ＩｎＰ層からなる歪多重量子井戸活性層１０３、ＡｌＧ
ａＩｎＰからなるｐ型第一クラッド層１０４、ＧａＩｎ
Ｐからなるｐ型エッチング停止層１０５、ＡｌＧａＩｎ
Ｐからなるｐ型第二クラッド層１０６、ＧａＩｎＰから
なるｐ型中間層１０７、ＧａＡｓからなるｐ型コンタク
ト層１０８から形成されている。
（１００）面から［０１１］方向に１２゜傾斜したＧａ
Ａｓからなるｎ型基板１０１上に、ＡｌＧａＩｎＰから
なるｎ型クラッド層１０２、ＡｌＧａＩｎＰおよびＧａ
ＩｎＰ層からなる歪多重量子井戸活性層１０３、ＡｌＧ
ａＩｎＰからなるｐ型第一クラッド層１０４、ＧａＩｎ
Ｐからなるｐ型エッチング停止層１０５、ＡｌＧａＩｎ
Ｐからなるｐ型第二クラッド層１０６、ＧａＩｎＰから
なるｐ型中間層１０７、ＧａＡｓからなるｐ型コンタク
ト層１０８から形成されている。
【００１４】ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第二クラッド
層１０６はリッジストライプ状にエッチング形成されて
おり、リッジストライプ両側にはＧａＡｓからなるｎ型
電流狭窄層１０９が形成されている。
層１０６はリッジストライプ状にエッチング形成されて
おり、リッジストライプ両側にはＧａＡｓからなるｎ型
電流狭窄層１０９が形成されている。
【００１５】さらにコンタクト層１０８と電流ブロック
層１０９上にはＧａＡｓからなるｐ型キャップ層１１０
が形成されており、キャップ層１１０上にｐ型電極１１
１を形成した後、ＧａＡｓ基板１０１を１００μm程度
に基板側からエッチング除去し、ｎ型電極１１２を形成
する。
層１０９上にはＧａＡｓからなるｐ型キャップ層１１０
が形成されており、キャップ層１１０上にｐ型電極１１
１を形成した後、ＧａＡｓ基板１０１を１００μm程度
に基板側からエッチング除去し、ｎ型電極１１２を形成
する。
【００１６】図６（ｂ）は、（ａ）正面からみたレーザ
の構成断面図である。この正面図はレーザの（０１−
１）面であり、共振器面となっている。さらにレーザの
上面図を（ｃ）に示している。この図からわかるよう
に、共振器面は、（０１−１）面（０−１１）面であ
り、側面は（０１１）面（０−１−１）面となってい
る。
の構成断面図である。この正面図はレーザの（０１−
１）面であり、共振器面となっている。さらにレーザの
上面図を（ｃ）に示している。この図からわかるよう
に、共振器面は、（０１−１）面（０−１１）面であ
り、側面は（０１１）面（０−１−１）面となってい
る。
【００１７】このような場合、レーザチップ側面となる
（０１１）面、（０−１−１）面は図６に示す通り層構
造に対して垂直とはならないので、レーザ共振器面とし
て用いることはできない。したがって、層構造に対して
垂直となる（０−１１）面（０１−１）面をレーザ共振
器面として用いることになる。
（０１１）面、（０−１−１）面は図６に示す通り層構
造に対して垂直とはならないので、レーザ共振器面とし
て用いることはできない。したがって、層構造に対して
垂直となる（０−１１）面（０１−１）面をレーザ共振
器面として用いることになる。
【００１８】このように傾斜基板上に成長した半導体膜
を用いたレーザを、バー状に劈開する工程によると、基
板裏面からの加重によりスクライブ線に応力が集中し
（０−１１）（０１−１）面をレーザ共振器するバーが
形成されるが、スクライブ線の方向精度や加重の方向精
度が悪いと凹凸のあるスクライブ線に端を発して劈開面
にクラックが生じることがわかった。
を用いたレーザを、バー状に劈開する工程によると、基
板裏面からの加重によりスクライブ線に応力が集中し
（０−１１）（０１−１）面をレーザ共振器するバーが
形成されるが、スクライブ線の方向精度や加重の方向精
度が悪いと凹凸のあるスクライブ線に端を発して劈開面
にクラックが生じることがわかった。
【００１９】このクラックは、図６（ａ）中に示される
ように、主にダブルヘテロ構造と基板の界面や活性層を
横断して進行したのち、基板側もしくは主表面側に進行
する。共振器端面の発光領域に、このようなクラックが
存在すると、特性不良により歩留まりの低下を招く。ま
た、初期特性が良い場合でも、動作中にクラックに端を
発して欠陥が急速に増殖し突然劣化する。
ように、主にダブルヘテロ構造と基板の界面や活性層を
横断して進行したのち、基板側もしくは主表面側に進行
する。共振器端面の発光領域に、このようなクラックが
存在すると、特性不良により歩留まりの低下を招く。ま
た、初期特性が良い場合でも、動作中にクラックに端を
発して欠陥が急速に増殖し突然劣化する。
【００２０】特に、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体
レーザに代表される８゜以上の大きな傾斜角をもつ基板
を用いる場合には、（０−１１）面（０１−１）面から
なる共振器端面にクラックが発生し易く、製造歩留まり
や信頼性の極端な低下が重大な問題となることが明らか
となったのである。
レーザに代表される８゜以上の大きな傾斜角をもつ基板
を用いる場合には、（０−１１）面（０１−１）面から
なる共振器端面にクラックが発生し易く、製造歩留まり
や信頼性の極端な低下が重大な問題となることが明らか
となったのである。
【００２１】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１（ａ）はＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡ
ｓ系半導体レーザチップの構成斜視図である。また、図
２は本発明のＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザ
の製造方法を示す劈開工程を説明するための図であり、
図２（ａ）〜（ｄ）は電極形成後のウエハの斜視図であ
る。
を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１（ａ）はＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡ
ｓ系半導体レーザチップの構成斜視図である。また、図
２は本発明のＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザ
の製造方法を示す劈開工程を説明するための図であり、
図２（ａ）〜（ｄ）は電極形成後のウエハの斜視図であ
る。
【００２２】図１において、半導体レーザは、（１０
０）面から［０１１］方向に１２゜傾斜したＧａＡｓか
らなるｎ型基板１０１上に、ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ
型クラッド層１０２、ＡｌＧａＩｎＰおよびＧａＩｎＰ
層からなる歪多重量子井戸活性層１０３、ＡｌＧａＩｎ
Ｐからなるｐ型第一クラッド層１０４、ＧａＩｎＰから
なるｐ型エッチング停止層１０５、ＡｌＧａＩｎＰから
なるｐ型第二クラッド層１０６、ＧａＩｎＰからなるｐ
型中間層１０７、ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層１
０８から形成されている。
０）面から［０１１］方向に１２゜傾斜したＧａＡｓか
らなるｎ型基板１０１上に、ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ
型クラッド層１０２、ＡｌＧａＩｎＰおよびＧａＩｎＰ
層からなる歪多重量子井戸活性層１０３、ＡｌＧａＩｎ
Ｐからなるｐ型第一クラッド層１０４、ＧａＩｎＰから
なるｐ型エッチング停止層１０５、ＡｌＧａＩｎＰから
なるｐ型第二クラッド層１０６、ＧａＩｎＰからなるｐ
型中間層１０７、ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層１
０８から形成されている。
【００２３】ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第二クラッド
層１０６はリッジストライプ状にエッチング形成されて
おり、リッジストライプ両側にはＧａＡｓからなるｎ型
電流狭窄層１０９が形成されている。
層１０６はリッジストライプ状にエッチング形成されて
おり、リッジストライプ両側にはＧａＡｓからなるｎ型
電流狭窄層１０９が形成されている。
【００２４】さらにコンタクト層１０８と電流ブロック
層１０９上にはＧａＡｓからなるｐ型キャップ層１１０
が形成されており、キャップ層１１０上にｐ型電極１１
１を形成した後、ＧａＡｓ基板１０１を１００μm程度
に基板側からエッチング除去し、ｎ型電極１１２を形成
する。
層１０９上にはＧａＡｓからなるｐ型キャップ層１１０
が形成されており、キャップ層１１０上にｐ型電極１１
１を形成した後、ＧａＡｓ基板１０１を１００μm程度
に基板側からエッチング除去し、ｎ型電極１１２を形成
する。
【００２５】チップ側面の傾きやリッジストライプの非
対称性は、（１００）面から［０１１］方向に１２゜傾
斜したＧａＡｓからなるｎ型基板１０１を使用したこと
により側面の劈開面が１２゜傾斜するために生じ、この
時、チップ側面の劈開面は（０−１−１）面、（０１
１）面である。
対称性は、（１００）面から［０１１］方向に１２゜傾
斜したＧａＡｓからなるｎ型基板１０１を使用したこと
により側面の劈開面が１２゜傾斜するために生じ、この
時、チップ側面の劈開面は（０−１−１）面、（０１
１）面である。
【００２６】図１（ｂ）は、（ａ）正面からみたレーザ
の構成断面図である。この正面図はレーザの（０１−
１）面であり、共振器面となっている。さらにレーザの
上面図を（ｃ）に示している。この図からわかるよう
に、共振器面は、（０１−１）面（０−１１）面であ
り、側面は（０１１）面、（０−１−１）面となってい
る。
の構成断面図である。この正面図はレーザの（０１−
１）面であり、共振器面となっている。さらにレーザの
上面図を（ｃ）に示している。この図からわかるよう
に、共振器面は、（０１−１）面（０−１１）面であ
り、側面は（０１１）面、（０−１−１）面となってい
る。
【００２７】図２（ａ）は、このような半導体レーザチ
ップを分離する前のウエハーの斜視図である。図１
（ａ）の斜視図を丁度反対方向からみた図となってい
る。すなわち、正面の共振器面は（０−１１）面となっ
ている。波線は、ウエハーからストライプ状の発光領域
を有する半導体レーザチップの共振器形成のためにバー
状に劈開分離する位置である。ここで、ウエハーのＡ端
およびＢ端側面の劈開面は、それぞれ（０−１−１）面
と（０１１）面である。それぞれ主表面とのなす角度は
図１（ｂ）に示すように、θa＝７８゜、θb＝１０２゜
である。
ップを分離する前のウエハーの斜視図である。図１
（ａ）の斜視図を丁度反対方向からみた図となってい
る。すなわち、正面の共振器面は（０−１１）面となっ
ている。波線は、ウエハーからストライプ状の発光領域
を有する半導体レーザチップの共振器形成のためにバー
状に劈開分離する位置である。ここで、ウエハーのＡ端
およびＢ端側面の劈開面は、それぞれ（０−１−１）面
と（０１１）面である。それぞれ主表面とのなす角度は
図１（ｂ）に示すように、θa＝７８゜、θb＝１０２゜
である。
【００２８】次に、図２（ｂ）に示すように、Ａ−Ｂ線
の面において劈開する際に、ストライプと直行する方向
に、Ａ端からウエハー主表面上に３ｍｍ長のスクライブ
線２００を形成する。そのスクライブ線２００は、ダイ
ヤモンドスクライバー２０１の刃先をウエハー表面に接
触させて傷をつけることにより形成する。
の面において劈開する際に、ストライプと直行する方向
に、Ａ端からウエハー主表面上に３ｍｍ長のスクライブ
線２００を形成する。そのスクライブ線２００は、ダイ
ヤモンドスクライバー２０１の刃先をウエハー表面に接
触させて傷をつけることにより形成する。
【００２９】次に、図２（ｃ）に示すように、突き上げ
歯２０２によって、主表面とは対向するＧａＡｓ基板１
０１裏面にスクライブ線に沿って、Ａ端から加重を加え
てバー状に劈開する。この劈開工程によって、図２
（ｄ）に示すようにレーザチップの共振器面となる鏡面
が形成されたバーが得られる。さらに、このバーを各チ
ップに分離することによって図１に示す半導体レーザチ
ップが得られる。
歯２０２によって、主表面とは対向するＧａＡｓ基板１
０１裏面にスクライブ線に沿って、Ａ端から加重を加え
てバー状に劈開する。この劈開工程によって、図２
（ｄ）に示すようにレーザチップの共振器面となる鏡面
が形成されたバーが得られる。さらに、このバーを各チ
ップに分離することによって図１に示す半導体レーザチ
ップが得られる。
【００３０】このようにして得られた半導体レーザチッ
プにおいては、すなわち、発光領域に対して垂直方向に
ウエハー主表面上のＡ端にスクライブ線を形成し、Ａ端
から加重を加えてバー状に劈開した場合には、レーザ共
振器面はほとんど損傷をうけることはなかった。図６の
ように、ウエハー主表面上のＢ端に同様のスクライブ線
を形成し、Ｂ端から加重を加えてバー状に劈開した場合
には、劈開面にクラックが多数観測され、ダブルヘテロ
構造と基板の界面や活性層を横断して進行したのち基板
側もしくは主表面側に進行している。
プにおいては、すなわち、発光領域に対して垂直方向に
ウエハー主表面上のＡ端にスクライブ線を形成し、Ａ端
から加重を加えてバー状に劈開した場合には、レーザ共
振器面はほとんど損傷をうけることはなかった。図６の
ように、ウエハー主表面上のＢ端に同様のスクライブ線
を形成し、Ｂ端から加重を加えてバー状に劈開した場合
には、劈開面にクラックが多数観測され、ダブルヘテロ
構造と基板の界面や活性層を横断して進行したのち基板
側もしくは主表面側に進行している。
【００３１】Ａ端からへきかいした場合とＢ端からへき
かいした場合との10mWの光出力時の動作電流を比較した
結果を図３に示す。（ｂ）のようにＢ端からへきかいし
た場合には、チップにより動作電流に大きなバラツキが
あるのに対し、（ａ）のようにＡ端からへきかいした場
合では、しきい値電流は均質であることがわかる。この
ようにへきかいの方向を考慮することにより、しきい値
電流のばらつきはほとんどなくなることがわかった。ま
た、共振器端面の発光領域にクラックが存在すると特性
不良により歩留まりの低下を招いたり、初期特性が良い
場合でも、動作中にクラックに端を発して欠陥が急速に
増殖し突然劣化することがある。しかし、本実施の形態
によれば、発光領域にクラックがほとんどないので、し
きい値電流が均質になるだけでなく、動作途中の劣化等
もなく、素子の特性上のばらつきも極めて少なく、半導
体レーザの製造歩留りが大幅に向上することができる。
かいした場合との10mWの光出力時の動作電流を比較した
結果を図３に示す。（ｂ）のようにＢ端からへきかいし
た場合には、チップにより動作電流に大きなバラツキが
あるのに対し、（ａ）のようにＡ端からへきかいした場
合では、しきい値電流は均質であることがわかる。この
ようにへきかいの方向を考慮することにより、しきい値
電流のばらつきはほとんどなくなることがわかった。ま
た、共振器端面の発光領域にクラックが存在すると特性
不良により歩留まりの低下を招いたり、初期特性が良い
場合でも、動作中にクラックに端を発して欠陥が急速に
増殖し突然劣化することがある。しかし、本実施の形態
によれば、発光領域にクラックがほとんどないので、し
きい値電流が均質になるだけでなく、動作途中の劣化等
もなく、素子の特性上のばらつきも極めて少なく、半導
体レーザの製造歩留りが大幅に向上することができる。
【００３２】上記の結果について、基板結晶の原子配列
を示す図４を用いて定性的に説明しておく。図４
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ（１００）面から［０１１］
方向に傾斜した基板結晶における共振器面となる（０−
１１）面、（０１−１）面劈開面の原子配列を示してい
る。また、図中には右端、（ａ）ではＢ端、（ｂ）では
Ａ端にスクライブ線を形成して劈開したときに生ずるク
ラックの進行を示している。（０−１１）面や（０１−
１）面等の低指数の面での劈開によって、原子オーダー
の平坦な鏡面を得ることができる。
を示す図４を用いて定性的に説明しておく。図４
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ（１００）面から［０１１］
方向に傾斜した基板結晶における共振器面となる（０−
１１）面、（０１−１）面劈開面の原子配列を示してい
る。また、図中には右端、（ａ）ではＢ端、（ｂ）では
Ａ端にスクライブ線を形成して劈開したときに生ずるク
ラックの進行を示している。（０−１１）面や（０１−
１）面等の低指数の面での劈開によって、原子オーダー
の平坦な鏡面を得ることができる。
【００３３】しかしながら、一旦劈開面からずれて発生
したクラックは、微視的には進行方向に向かって（０１
１）、（０−１−１）面に沿ってステップ状に進行する
と考えられる。図４（ａ）に示すように、図中右端Ｂか
ら左端Ａにクラックが進行する際、進行方向に（０−１
−１）面ステップが存在するため、クラックの進行方向
に（０−１−１）面に沿って容易にステップ状に進行す
る。
したクラックは、微視的には進行方向に向かって（０１
１）、（０−１−１）面に沿ってステップ状に進行する
と考えられる。図４（ａ）に示すように、図中右端Ｂか
ら左端Ａにクラックが進行する際、進行方向に（０−１
−１）面ステップが存在するため、クラックの進行方向
に（０−１−１）面に沿って容易にステップ状に進行す
る。
【００３４】一方、図４（ｂ）は進行方向に対しステッ
プとなるべき（０１１）面ステップがないのでステップ
状に進行できず、クラック先端に応力が集中し、破壊的
に進行したり、他のクラックを誘発しやすいと考えられ
る。
プとなるべき（０１１）面ステップがないのでステップ
状に進行できず、クラック先端に応力が集中し、破壊的
に進行したり、他のクラックを誘発しやすいと考えられ
る。
【００３５】我々は、以上のような考察に基づき、基板
の傾斜方向に対して両側の位置（Ａ端、Ｂ端）に加重を
加える実験により、クラックの発生頻度が著しく異なる
ことを見いだした。しかもこの現象は、基板の傾斜角度
が大きくなるほど顕著になり、特に基板角度が８度以上
になれば、へきかいする方向により、素子特性にばらつ
きが生じる度合が多くなることが判明した。よって、傾
斜角度の大きな基板上に成長した半導体層を用いた半導
体レーザの共振器の形成に、本発明の方法はきわめて効
果があるといえる。
の傾斜方向に対して両側の位置（Ａ端、Ｂ端）に加重を
加える実験により、クラックの発生頻度が著しく異なる
ことを見いだした。しかもこの現象は、基板の傾斜角度
が大きくなるほど顕著になり、特に基板角度が８度以上
になれば、へきかいする方向により、素子特性にばらつ
きが生じる度合が多くなることが判明した。よって、傾
斜角度の大きな基板上に成長した半導体層を用いた半導
体レーザの共振器の形成に、本発明の方法はきわめて効
果があるといえる。
【００３６】なお、この実施の形態では、ＧａＡｓ基板
の一主面は（１００）面から［０１１］方向に傾斜した
面であったが、これらと等価な関係にあれば同じ効果が
得られる。つまり、ＧａＡｓ基板の一主面（結晶成長
面）は、（１００）面から［０−１−１］方向に傾斜し
た面、（０１０）面から［１０１］方向または［−１０
−１］方向に傾斜した面、（００１）面から［１１０］
方向または［−１−１０］方向に傾斜した面でもよく、
一般的には、｛１００｝面から＜０１１＞方向に傾斜し
た面であればよい。
の一主面は（１００）面から［０１１］方向に傾斜した
面であったが、これらと等価な関係にあれば同じ効果が
得られる。つまり、ＧａＡｓ基板の一主面（結晶成長
面）は、（１００）面から［０−１−１］方向に傾斜し
た面、（０１０）面から［１０１］方向または［−１０
−１］方向に傾斜した面、（００１）面から［１１０］
方向または［−１−１０］方向に傾斜した面でもよく、
一般的には、｛１００｝面から＜０１１＞方向に傾斜し
た面であればよい。
【００３７】（実施の形態２）図５は本発明のＡｌＧａ
ＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザの製造方法の第２の実
施の形態を示す劈開工程を説明するための図であり、図
５（ａ）は電極形成前、（ｂ）〜（ｄ）は電極形成後の
ウエハの斜視図である。実施の形態１と同一部分には同
一記号を用いている。実施の形態１と異なるのは、スク
ライブ線に替えてエッチング溝を形成している点であ
る。
ＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザの製造方法の第２の実
施の形態を示す劈開工程を説明するための図であり、図
５（ａ）は電極形成前、（ｂ）〜（ｄ）は電極形成後の
ウエハの斜視図である。実施の形態１と同一部分には同
一記号を用いている。実施の形態１と異なるのは、スク
ライブ線に替えてエッチング溝を形成している点であ
る。
【００３８】図５（ａ）は電極を形成する前のウエハー
斜視図である。波線は、ウエハーからストライプ状の発
光領域を有する半導体レーザチップの共振器形成のため
にバー状に劈開分離する位置である。ここで、ウエハー
のＡ端およびＢ端側面の劈開面は、それぞれ（０−１−
１）面と（０１１）面である。それぞれ主表面とのなす
角度は７８゜、１０２゜である。
斜視図である。波線は、ウエハーからストライプ状の発
光領域を有する半導体レーザチップの共振器形成のため
にバー状に劈開分離する位置である。ここで、ウエハー
のＡ端およびＢ端側面の劈開面は、それぞれ（０−１−
１）面と（０１１）面である。それぞれ主表面とのなす
角度は７８゜、１０２゜である。
【００３９】次に、図５（ｂ）に示すように、Ａ−Ｂ線
の面において劈開する際に、ストライプと直行する方向
にＡ端からウエハー主表面上に３ｍｍ長のエッチング溝
２１５を形成する。そのエッチング溝２１５は、ウエハ
ー主表面上にＳｉＯ２膜を形成した後、通常のフォトリ
ソグラフィーとエッチングによって、幅５μmの開口部
を形成し、次にアンモニア、過酸化水素と水の混合液を
用いてＡｌＧａＩｎＰおよびＧａＩｎＰ層からなる歪多
重量子井戸活性層１０３を貫通するように、例えば、深
さ６μmのエッチングを行う。
の面において劈開する際に、ストライプと直行する方向
にＡ端からウエハー主表面上に３ｍｍ長のエッチング溝
２１５を形成する。そのエッチング溝２１５は、ウエハ
ー主表面上にＳｉＯ２膜を形成した後、通常のフォトリ
ソグラフィーとエッチングによって、幅５μmの開口部
を形成し、次にアンモニア、過酸化水素と水の混合液を
用いてＡｌＧａＩｎＰおよびＧａＩｎＰ層からなる歪多
重量子井戸活性層１０３を貫通するように、例えば、深
さ６μmのエッチングを行う。
【００４０】次に、図２（ｃ）に示すように、ＳｉＯ２
膜を全面除去した後、キャップ層１１０上にｐ型電極１
１１を形成した後、ＧａＡｓ基板１０１を１００μm程
度に基板側からエッチング除去し、n型電極１１２を形
成する。
膜を全面除去した後、キャップ層１１０上にｐ型電極１
１１を形成した後、ＧａＡｓ基板１０１を１００μm程
度に基板側からエッチング除去し、n型電極１１２を形
成する。
【００４１】次に、図２（ｄ）に示すように、突き上げ
歯２０２によって、主表面とは対向するＧａＡｓ基板１
０１裏面にエッチング溝に沿って、Ａ端から加重を加え
てバー状に劈開する。
歯２０２によって、主表面とは対向するＧａＡｓ基板１
０１裏面にエッチング溝に沿って、Ａ端から加重を加え
てバー状に劈開する。
【００４２】この劈開工程によって、図２（ｄ）に示す
ようにレーザの共振器面となる鏡面が形成されたバーが
得られる。さらに、このバーを各チップに分離すること
によって図１に示す半導体レーザチップが得られる。
ようにレーザの共振器面となる鏡面が形成されたバーが
得られる。さらに、このバーを各チップに分離すること
によって図１に示す半導体レーザチップが得られる。
【００４３】このようにして得られた半導体レーザチッ
プにおいては、すなわち、発光領域に対して垂直方向に
ウエハー主表面上のＡ端にエッチング溝を形成し、Ａ端
から加重を加えてバー状に劈開した場合には、レーザ共
振器面はほとんど損傷をうけることはなかった。
プにおいては、すなわち、発光領域に対して垂直方向に
ウエハー主表面上のＡ端にエッチング溝を形成し、Ａ端
から加重を加えてバー状に劈開した場合には、レーザ共
振器面はほとんど損傷をうけることはなかった。
【００４４】ウエハー主表面上のＢ端に同様のスクライ
ブ線を形成し、Ｂ端から加重を加えてバー状に劈開した
場合には劈開面にクラックが多数観測され、ダブルヘテ
ロ構造と基板の界面や活性層を横断して進行したのち基
板側もしくは主表面側に進行している。Ｂ端にエッチン
グ溝を形成した場合に動作電流に大きなバラツキがある
のに対し、Ａ端にエッチング溝を形成した場合には均質
であることがわかった。
ブ線を形成し、Ｂ端から加重を加えてバー状に劈開した
場合には劈開面にクラックが多数観測され、ダブルヘテ
ロ構造と基板の界面や活性層を横断して進行したのち基
板側もしくは主表面側に進行している。Ｂ端にエッチン
グ溝を形成した場合に動作電流に大きなバラツキがある
のに対し、Ａ端にエッチング溝を形成した場合には均質
であることがわかった。
【００４５】なお、本発明の実施の形態においてはＡｌ
ＧａＩｎＰ系の半導体レーザを例に説明したが、ＡｌＧ
ａＩｎＰ系の半導体レーザの場合に絶大な効果を発揮す
るものの、本発明は構造や材料を限定するものではな
い。例えば、ＡｌＧａＡｓ/ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ/ＩｎＰ等にも適用できる。また、材料の結晶構造が
立方晶の結晶だけでなく、六方晶や他の結晶構造でも基
板の傾斜方向に対して上述と同様の効果が期待できる。
ＧａＩｎＰ系の半導体レーザを例に説明したが、ＡｌＧ
ａＩｎＰ系の半導体レーザの場合に絶大な効果を発揮す
るものの、本発明は構造や材料を限定するものではな
い。例えば、ＡｌＧａＡｓ/ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ/ＩｎＰ等にも適用できる。また、材料の結晶構造が
立方晶の結晶だけでなく、六方晶や他の結晶構造でも基
板の傾斜方向に対して上述と同様の効果が期待できる。
【００４６】さらに、共振器面だけでなく、ＳｉやＧａ
Ａｓ系のＩＣやＬＥＤの単なるチップ分離の際にもチッ
プ割れ等にともなう歩留まり低下を抑制できるため、広
く用いることができる。
Ａｓ系のＩＣやＬＥＤの単なるチップ分離の際にもチッ
プ割れ等にともなう歩留まり低下を抑制できるため、広
く用いることができる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように、ある結晶面から傾斜した
基板を用いた場合に、劈開時に形成するスクライブ線や
エッチング溝を所定の位置に形成することで、クラック
の発生を大幅に抑制でき、製造歩留まりを向上できる。
基板を用いた場合に、劈開時に形成するスクライブ線や
エッチング溝を所定の位置に形成することで、クラック
の発生を大幅に抑制でき、製造歩留まりを向上できる。
【図１】ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザチッ
プの構成図
プの構成図
【図２】本発明のＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レ
ーザの製造方法の第１の実施の形態を示す劈開工程を説
明するための図
ーザの製造方法の第１の実施の形態を示す劈開工程を説
明するための図
【図３】10mWの光出力時の動作電流を比較結果を示す図
【図４】（１００）面から［０１１］方向に傾斜した基
板結晶における共振器面となる（０−１１）、（０１−
１）劈開面の原子配列を示す図
板結晶における共振器面となる（０−１１）、（０１−
１）劈開面の原子配列を示す図
【図５】本発明のＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レ
ーザの製造方法の第２の実施の形態を示す劈開工程を説
明するための図
ーザの製造方法の第２の実施の形態を示す劈開工程を説
明するための図
【図６】ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザチッ
プの代表的な構成図
プの代表的な構成図
１０１ 傾斜したＧａＡｓからなるｎ型基板 １０２ ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層 １０３ ＡｌＧａＩｎＰおよびＧａＩｎＰ層からなる歪
多重量子井戸活性層 １０４ ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第一クラッド層 １０５ ＧａＩｎＰからなるｐ型エッチング停止層 １０６ ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第二クラッド層 １０７ ＧａＩｎＰからなるｐ型中間層 １０８ ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層 １０９ ＧａＡｓからなるｎ型電流狭窄層 １１０ ｐ型キャップ層 １１１ ｐ型電極 １１２ ｎ型電極 ２００ スクライブ線 ２１５ エッチング溝
多重量子井戸活性層 １０４ ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第一クラッド層 １０５ ＧａＩｎＰからなるｐ型エッチング停止層 １０６ ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第二クラッド層 １０７ ＧａＩｎＰからなるｐ型中間層 １０８ ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層 １０９ ＧａＡｓからなるｎ型電流狭窄層 １１０ ｐ型キャップ層 １１１ ｐ型電極 １１２ ｎ型電極 ２００ スクライブ線 ２１５ エッチング溝
Claims (9)
- 【請求項１】主面が（１００）面から［０ａａ］方向
（ａは１または−１）に２゜以上傾斜した基板上に半導
体薄膜を形成してなる半導体素子ウエハーの劈開分離工
程において、前記ウエハー主面上の［０ａａ］方向（ａ
は１または−１）にスクライブ線を形成し、主面とは対
向する面に加重を加えて、スクライブ線に沿って帯状ウ
エハーに分離する工程であり、スクライブ線を、前記帯
状ウエハー端部の劈開面である（０ａａ）面（ａは１ま
たは−１）が前記ウエハー主面となす角度が９０゜以下
となる一方の前記帯状ウエハー端部に形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】主面が（１００）面から［０ａａ］方向
（ａは１または−１）に２゜以上傾斜した基板上に半導
体薄膜を形成してなる半導体素子ウエハーの劈開分離工
程において、前記ウエハー主面上の［０ａａ］方向（ａ
は１または−１）にエッチング溝を形成し、主面とは対
向する面に加重を加えて、エッチング溝に沿って帯状ウ
エハーに分離する工程であり、エッチング溝を、前記帯
状ウエハー端部の劈開面である（０ａａ）面（ａは１ま
たは−１）が前記ウエハー主面となす角度が９０゜以下
となる一方の前記帯状ウエハー端部に形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】基板が、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＺｎＳｅ、Ｓ
ｉＣ、Ｓｉなどの半導体であることを特徴とする請求項
１または２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】スクライブ線が、半導体素子の活性層を貫
通す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５】エッチング溝が、半導体素子の活性層を貫
通することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項６】主面が（１００）面から［０ａａ］方向
（ａは１または−１）に傾斜した基板上に、膜を形成す
る工程と、 前記基板主面上の［０ａａ］方向（ａは１または−１）
にスクライブ線を形成し、前記スクライブ線に沿って帯
状ウエハーに分離する工程とを有し、 前記スクライブ線は、前記（０ａａ）面が前記主面とな
す角度が９０゜以下となる一方の前記主面の端部に形成
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】主面が（１００）面から［０ａａ］方向
（ａは１または−１）に傾斜した基板上に、膜を形成す
る工程と、 前記基板主面上の［０ａａ］方向（ａは１または−１）
にエッチング溝を形成し、前記エッチング溝に沿って帯
状ウエハーに分離する工程とを有し、 前記エッチング溝は、前記（０ａａ）面が前記主面とな
す角度が９０゜以下となる一方の前記主面の端部に形成
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】傾斜角度が８度以上である請求項１〜７の
いずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】傾斜角度が８度以上１５度以下である請求
項８に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7270096A JP3027934B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7270096A JP3027934B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266347A true JPH09266347A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3027934B2 JP3027934B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=13496911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7270096A Expired - Fee Related JP3027934B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3027934B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003282528A (ja) * | 2002-01-16 | 2003-10-03 | Sharp Corp | 化合物半導体素子及びその製造方法 |
| US7585689B2 (en) | 2007-08-23 | 2009-09-08 | Panasonic Corporation | Method for manufacturing semiconductor laser device and method for inspecting semiconductor laser bar |
| JP2009253154A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化ガリウム系半導体レーザを作製する方法 |
| JP2014200837A (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-27 | 株式会社レーザーシステム | レーザー加工方法、電子デバイスの製造方法および電子デバイス |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102615063B1 (ko) * | 2018-03-08 | 2023-12-19 | 엘지전자 주식회사 | 워터 디스펜싱 장치 |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP7270096A patent/JP3027934B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003282528A (ja) * | 2002-01-16 | 2003-10-03 | Sharp Corp | 化合物半導体素子及びその製造方法 |
| US7585689B2 (en) | 2007-08-23 | 2009-09-08 | Panasonic Corporation | Method for manufacturing semiconductor laser device and method for inspecting semiconductor laser bar |
| JP2009253154A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化ガリウム系半導体レーザを作製する方法 |
| JP2014200837A (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-27 | 株式会社レーザーシステム | レーザー加工方法、電子デバイスの製造方法および電子デバイス |
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|---|---|
| JP3027934B2 (ja) | 2000-04-04 |
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