JPH11274636A - 半導体レーザ半製品の保護膜形成用スペーサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取扱いが容易で、半導体レーザの両方の劈開
面に保護膜を均一に形成させることのできる保護膜形成
用スペーサ、およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 保護膜形成用スペーサ１は、バー状に劈
開された半導体レーザ半製品３１と同程度の長さ、幅の
略直方体であり、複数本の半導体レーザ半製品３１の間
に挟み込まれて使用される。保護膜形成用スペーサ１は
金属材料から構成されており、略直方体の長手方向に延
びる４辺の縁は全域にわたって丸められている。このス
ペーサ１によって、半導体レーザ半製品３１の劈開面３
１ａ，３１ｂは、常に露出することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、バー状に劈開さ
れた半導体レーザ半製品の劈開面に保護膜を形成するた
めのスペーサおよび、その製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザは、図１３に示されるよう
に、ｐ型半導体１３１とｎ型半導体１３２との接合部分
（ｐ−ｎ接合部）が活性層１３３となっており、前後表
面が劈開面１３０ａ，１３０ｂからなる反射面となって
いる。上下両面に形成された電極面１３４，１３５間に
電流Ｉを流すことによって、レーザ光Ｌが上記活性層１
３３における発光領域１３３ａから放出される。同図に
示すように、半導体レーザの発光領域１３３ａが微小で
あるため、活性層１３３における単位面積当たりの光出
力が極めて大きくなり、光出力部分が損傷されやすくな
る。光出力部分が損傷するのを防止する手段として、近
年では、アルミナ等からなる保護膜を劈開面１３０ａ，
１３０ｂに形成する方法が利用されている。

【０００３】保護膜はスパッタリングによって劈開面に
形成され、保護膜を形成する際には、特開平2-109386号
公報に開示されているような保護膜形成用治具が使用さ
れている。半導体レーザにおける劈開面への保護膜の形
成方法について、図２，図３，図１４を参照しつつ説明
する。図２は保護膜形成用治具の分解斜視図、図３は保
護膜形成用治具に半導体レーザ半製品およびスペーサを
収容した状態を示す要部正面図、図１４は図３のＡ−Ａ
線断面図である。

【０００４】まず、キャリアテープ上にのったままの半
導体ウェハを分割し、劈開面を両側に有する所定長さの
バー状半導体レーザ半製品を複数本作製する。複数本の
半導体レーザ半製品をキャリアテープからピックアップ
し、図３、図１４に示すように、上記半導体レーザ半製
品（以下、「半導体レーザ」と略す）３１とスペーサ１
１とを保護膜形成用治具内に交互に積み重ねていく。次
いで、スペーサ１１および半導体レーザ３１を枠材２，
４の何れか一方に寄せてスペーサ１１の片端を劈開面３
１ａあるいは３１ｂに揃え、劈開面３１ａ，３１ｂの何
れか一方の面を完全に露出させる。露出している側の劈
開面３１ａあるいは劈開面３１ｂに、窓２４または切欠
部分２２からスパッタリングを施して均一な保護膜を形
成する。

【０００５】このスペーサ１１は、半導体レーザ３１の
形状に合わせて厚さ２００〜３００μｍのシリコンウェ
ハがバー状に切断されたものである。スペーサ１１の幅
が半導体レーザ３１の幅よりも若干細く設計されている
ので、スペーサ１１の片端を半導体レーザ３１の劈開面
３１ｂに揃えると、図１４（ａ）に示すように、劈開面
３１ａが完全に露出するようになっている。劈開面３１
ｂに保護膜を形成するときには、図１４（ｂ）に示すよ
うに、スペーサ１１の片端を劈開面３１ａに揃えて劈開
面３１ｂを完全に露出させる。このように、保護膜を形
成しようとする劈開面３１ａ，３１ｂを完全に露出させ
ることで、均一な保護膜を形成することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザ３１の劈開面３１ａ，３１ｂに保護膜を形成する
際、上記スペーサ１１を使用すると、以下に述べるよう
な不都合が生じることがある。

【０００７】スペーサ１１は、治具に挿入される前にキ
ャリアテープで保持されていたので、キャリアテープと
接着していた面に糊が付着している場合がある。このた
め、スペーサ１１が半導体レーザ３１に固着してしま
い、スペーサ１１の片端と劈開面３１ａ，３１ｂとが揃
わず、劈開面３１ｂ，３１ａが露出しないことがある。
スペーサ１１に糊が付着しない場合でも、スペーサ１１
と半導体レーザ３１とを枠材２，４の何れか一方に寄せ
るのは、作業者にとって面倒な作業である。また、スペ
ーサ１１は、シリコンという脆い材料からなるものなの
で、劈開面３１ａ，３１ｂ側に寄せられる際に、折れた
り欠けたりすることがある。スペーサ１１の欠けによっ
て生じた微小破片は、保護膜をムラにする要因となるこ
とがある。

【０００８】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、取扱いが容易で、半導体レーザ
の両方の劈開面に保護膜を均一に形成させることのでき
る保護膜形成用スペーサ、およびその製造方法を提供す
ることをその課題とする。

【０００９】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１０】すなわち、本願発明に係る半導体レーザ半
製品の保護膜形成用スペーサは、バー状に劈開された状
態の半導体レーザ半製品と同程度の長さの略直方体であ
り、複数本の上記半導体レーザ半製品の間に挟み込ま
れ、この半導体レーザ半製品の劈開面に保護膜を形成さ
せるためのスペーサであって、金属材料から構成され、
上記略直方体の幅は、半導体レーザ半製品の幅と同程度
であり、上記略直方体の長手方向に延びる４辺の縁は、
全域にわたって丸められているか、あるいは削りとられ
ていることを特徴とするものである。

【００１１】本願発明の保護膜形成用スペーサは、金属
材料から構成されている。金属材料は、欠けたり折れた
りしにくいので、保護膜がムラになる要因である微小破
片を発生させない。このため、本願発明の保護膜形成用
スペーサを使用すると、半導体レーザ半製品（以下、半
導体レーザと略す）の劈開面に保護膜をムラなく均一に
形成することができる。金属材料からなるスペーサは、
加工性にも優れているので、長手方向に延びる４辺の縁
に簡単に丸みを付けることができる。さらに、従来のシ
リコンスペーサを保持していたキャリアテープは、金属
材料からなるスペーサには必要ない。スペーサの面には
キャリアテープの糊が付着することがないので、スペー
サが半導体レーザに固着することがなくなる。

【００１２】本願発明に係るスペーサは、半導体レーザ
と同程度の幅の略直方体であり、長手方向に延びる４辺
の縁が全域にわたって丸められているか、あるいは削り
取られたものである。４辺の縁が上記のように加工され
ているので、スペーサと半導体レーザとが保護膜形成用
治具内で交互に積み重ねられた場合、半導体レーザの両
側の劈開面が常に露出することになる。このため、半導
体レーザの片側の劈開面を露出させるために、半導体レ
ーザおよびスペーサを治具内の片側に寄せて、スペーサ
の片側端面を半導体レーザの片側の劈開面に揃えてやる
必要はない。治具に開けられた切欠部からスパッタリン
グによって、露出している両方の劈開面に保護膜を均一
に形成することができる。さらに、このスペーサは、半
導体レーザの上下に形成されている電極面を保護するマ
スク材としての機能も兼ねている。

【００１３】以上、説明したように、本願発明の半導体
レーザの保護膜形成用スペーサは、４辺の縁が丸められ
るか削られているので、半導体レーザの両方の劈開面を
治具内で常に露出させることができる。両方の劈開面が
常に露出しているので、半導体レーザとスペーサとを治
具内の片側に寄せるという従来の操作は不要となる。こ
のように、本願発明の保護膜形成用スペーサは、従来の
スペーサよりもはるかに使いやすいものである。本願発
明の保護膜形成用スペーサを使用することによって、保
護膜を半導体レーザの劈開面に従来よりも均一に形成で
き、半導体レーザの品質を長期にわたって維持すること
が可能になる。

【００１４】本願発明の半導体レーザ半製品の保護膜形
成用スペーサの製造方法は、バー状に劈開された状態の
半導体レーザ半製品と同程度の幅の方形断面を有する金
属線材を切断し、上記金属線材の長さを上記半導体レー
ザ半製品の長さと同程度にした後、研磨によって、上記
金属線材の長手方向に延びる４辺の縁へ全域にわたって
丸みを付けることに特徴づけられる。

【００１５】本願発明に係る半導体レーザ半製品の保護
膜形成用スペーサの製造方法の別の実施形態として、金
属薄板にエッチング処理を施すか、あるいは打ち抜くこ
とによっバー状に劈開された半導体レーザ半製品と同程
度の長さと幅を有する略直方体の金属線材を作製し、研
磨によって、上記金属線材の長手方向に延びる４辺の縁
へ全域にわたって丸みを付けることもある。

【００１６】このように、本願発明に係る半導体レーザ
の保護膜形成用スペーサの製造方法は、金属線材を原材
料とし、金属線材に切断や研磨を施して保護膜形成用ス
ペーサを得るものである。本願発明の製法によると、複
数の金属線材を一度に研磨すれば、大量の保護膜形成用
スペーサを効率よく生産できる。従来のスペーサは脆い
材料であるシリコンからなるものなので、シリコンを切
断するのに細心の注意が必要であった。本願発明の製法
では、金属線材から保護膜形成用スペーサを製造してい
るので、シリコンを切断するときのような過度の注意は
必要ない。

【００１７】本願発明の半導体レーザ半製品の保護膜形
成用スペーサの別の実施形態としては、バー状に劈開さ
れた状態の半導体レーザ半製品と同程度の長さの略直方
体であり、複数本の上記半導体レーザ半製品の間に挟み
込まれ、この半導体レーザ半製品の劈開面に保護膜を形
成させるためのスペーサであって、金属材料から構成さ
れ、上記略直方体の横断面形状は、上下２辺が平行で、
左右２辺が円弧状になっている俵形であり、かつ、上記
半導体レーザ半製品と同程度の幅を有する構成にするこ
ともできる。

【００１８】俵形の断面を有する半導体レーザの保護膜
形成用スペーサは、左右２辺が円弧状の断面を有するの
で、半導体レーザの両方の劈開面を治具内で、常に露出
させることができる。従って、半導体レーザとスペーサ
とを治具内の片側に寄せるという面倒な作業は、不要と
なる。このように、本願発明の保護膜形成用スペーサ
も、従来のスペーサよりもはるかに使いやすく、従来の
スペーサを使用していたときよりも半導体レーザの劈開
面に均一な保護膜を形成できる。

【００１９】本願発明の半導体レーザ半製品の保護膜形
成用スペーサの製造方法は、円形断面を持つ金属線材に
上下２方向から圧力をかけ、上記円形断面の形状をバー
状に劈開された状態の半導体レーザ半製品と同程度の幅
を有する俵形断面に変形させ、変形後の金属線材を上記
半導体レーザ半製品と同程度の長さに切断することを特
徴とするものである。

【００２０】上記製法は、金属線材に圧力をかけた後に
切断するだけであり、研磨等の特別な加工を必要としな
い。このため、上記製法によって、保護膜形成用スペー
サは、連続的に、かつ、容易に生産される。

【００２１】

【発明の実施の形態】本願発明の実施の形態について、
図面を参照しつつ説明する。

【００２２】図１は本願発明に係る半導体レーザの保護
膜形成用スペーサの一実施例を示す要部斜視図である。
同図に示されるように、保護膜形成用スペーサ（以下、
スペーサと略す）１は、長手方向に延びる４辺ａの縁が
全域にわたって丸められている略直方体であり、バー状
に劈開された状態の複数本の半導体レーザ半製品（図示
略）の間に挟み込まれて使用される。スペーサ１の長さ
および幅は、半導体レーザ半製品と同程度である。

【００２３】スペーサ１は、折れたり、欠けたりしない
ように、金属から構成されている。金属の種類は、特に
限定されるものではないが、加工のしやすさ、コスト等
を考慮してコバルト鋼、ニッケル鋼が使用される。

【００２４】上記半導体レーザの保護膜形成用スペーサ
の使用方法について、図面を参照しつつ説明する。図２
は保護膜形成用治具の分解斜視図、図３は保護膜形成用
治具に半導体レーザ半製品およびスペーサを収容した状
態を示す要部正面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【００２５】保護膜形成用治具は、図２に示されるよう
に、主として上部枠材２、収容部材３、下部枠材４、押
圧用板５から構成される。収容部材３は、切欠部分２３
を有するコ字形状の部材であり、この切欠部分２３に半
導体レーザ半製品およびスペーサを収容する。上部枠材
２も収容部材３と同様のコ字形状をしており、切欠部２
２を有している。下部枠材４は、中央部に窓２４が開け
られている。収容部材３の上面に上部枠材２が取り付け
られ、収容部材３の下面に下部枠材４が取り付けられ、
切欠部２２、切欠部２３、窓２４が連通することにな
る。切欠部２３に収容されている半導体レーザ半製品お
よびスペーサは、押圧用板５でプレスされる。

【００２６】上記スペーサ１と上記保護膜形成用治具と
を用いて、バー状に劈開された半導体レーザ半製品（以
下、半導体レーザと略す）３１の劈開面に保護膜を形成
する方法について、図３、図４を参照しつつ説明する。
保護膜形成用治具における収容部材３の切欠部２３に半
導体レーザ３１とスペーサ１を交互に積み重ねて収容し
ていく。スペーサ１の長手方向に延びる４辺ａ（図１参
照）の縁が全域にわたって丸められているので、半導体
レーザ３１の劈開面３１ａ，３１ｂは常に露出すること
になる。このため、切欠部２２、窓２４からスパッタリ
ングを施し、両劈開面３１ａ，３１ｂに保護膜を均一に
形成することができる。保護膜形成の際に、スペーサ１
と半導体レーザ３１とを枠材２，４の何れか一方によせ
てやる必要はない。なお、保護膜としてはアルミナが用
いられ、さらに、アルミナの表面にアモルファスシリコ
ンを形成することもできる。

【００２７】本願発明に係るスペーサ１を製造するに
は、金属線材に研磨、エッチング、切断等を施す。以
下、本願発明に係るスペーサの製造方法について、図面
を参照しつつ説明する。

【００２８】図５は、本願発明に係るスペーサ１の製造
方法の実施例を示す概略図であり、正方形の断面を持つ
線材５１を研磨することで、線材５１の長手方向に延び
る辺の縁に丸みを付ける工程を示している。同図に示す
ように、半導体レーザ３１（図３，４参照）と同寸法の
幅の正方形の断面（図６（ａ）参照）を有する線材５１
（コバルト鋼やニッケル鋼）をロール５２から引き出
す。引き出された線材５１をカッター５４で切断し、半
導体レーザ３１と同程度の長さにする。切断された線材
５１をバレル５５に入れ、バレル５５を回転させる。線
材５１の長手方向に延びる４辺の縁が研磨されて丸くな
り、図６（ｂ）に示すような断面をもつスペーサ１（図
１参照）が得られる。

【００２９】図７は、本願発明に係るスペーサ１の製造
方法の別の実施例を示す概略図であり、金属薄板７０を
エッチング加工して線材７１とし、研磨によって、線材
７１の長手方向に延びる辺の縁に丸みを付ける工程を示
している。同図に示すように、厚さ０．２〜０．３ｍｍ
の金属板７０（コバルト鋼やニッケル鋼）をスパッタエ
ッチングによって、バー状の半導体レーザ３１（図３，
４参照）と同じ長さと幅を持つ線材７１に加工する。こ
の線材７１は、スパッタエッチングされた時点では、図
８（ａ）に示されるような形状の断面を有している。こ
の線材７１をバレル７５に入れ、バレル７５を回転させ
る。線材７１の長手方向に延びる４辺の縁が研磨されて
丸くなり、図８（ｂ）に示すような断面をもつスペーサ
１（図１参照）が得られる。

【００３０】本願発明に係る保護膜形成用スペーサは、
上記実施形態に示される形状に限定されるものではな
い。図９は、本願発明に係る保護膜形成用スペーサの別
の実施例を示す要部斜視図である。同図に示されるよう
に、保護膜形成用スペーサ９１は略直方体であり、上下
２辺が平行で、左右２辺が円弧状になっている俵形の断
面形状を有している。スペーサ９１の他の構造について
は、図１に示されるスペーサ１の構造と同一である。ス
ペーサ９１もスペーサ１のように、バー状に劈開された
複数本の半導体レーザに挟み込まれて使用される。

【００３１】図１０は、本願発明に係るスペーサ９１の
製造方法の一実施例を示す概略図である。同図に示すよ
うに、直径０．２〜０．３ｍｍの円形断面（図１１
（ａ）参照）を有する線材１０１（コバルト鋼やニッケ
ル鋼）をロール１０２から引き出す。引き出された線材
１０１をローラー１０３で圧延することで線材１０１の
断面を俵形にし（図１１（ｂ）参照）、バー状の半導体
レーザ３１（図３，４参照）と同程度の長さになるよう
にカッター１０４で切断する。切断された線材１０１
は、半導体レーザ３１と同程度の長さと幅を有するスペ
ーサ９１（図９参照）となる。

【００３２】図１２は、本願発明に係る保護膜形成用ス
ペーサの別の実施例を示しており、図１２（ａ）は保護
膜形成用スペーサの要部斜視図、図１２（ｂ）は保護膜
形成用スペーサの要部側面図である。同図に示されるよ
うに、保護膜形成用スペーサ１２１は、長手方向に延び
る４辺の縁が全域にわたって削りとられたものである。
スペーサ１２１の他の構造については、図１に示される
スペーサ１の構造と同一である。スペーサ１２１も図１
に示されるスペーサ１のように、バー状に劈開された複
数本の半導体レーザに挟み込まれて使用される。

【００３３】半導体レーザ半製品３１とスペーサ１，９
１または１２１とを保護膜形成用治具内に交互に積み重
ねていき、スパッタリングによって半導体レーザ３１の
劈開面３１ａ，３１ｂに均一な保護膜を形成する。その
後、劈開面３１ａ，３１ｂに対して垂直方向に半導体レ
ーザ半製品３１をカットすることで、劈開面が損傷しに
くい半導体レーザチップが得られる。

【００３４】以上、本願発明の実施形態を説明してきた
が、本願発明はこれらに限定されずに、以下に述べるよ
うに種々変形することが可能である。

【００３５】上記実施形態では、保護膜形成用スペーサ
１，９１，１２１は、半導体レーザ３１の劈開面３１
ａ，３１ｂに保護膜を形成させるものであるが、半導体
レーザだけでなく、他の部材の壁面に保護膜を均一に形
成させる場合にも使用可能である。

【００３６】上記実施形態においては、バレル研磨によ
って金属線材５１，７１の長手方向に延びる辺の縁に丸
みを付けているが、他の研磨装置で金属線材５１，７１
に丸みをつけても差し支えない。

【００３７】上記実施形態では、ドライエッチングの一
種であるスパッタエッチングで金属薄板を加工している
が、ウェットエッチング（フォトエッチング）で金属薄
板から線材を作製することもできる。

【００３８】以上に限らず、本願発明は特許請求の範囲
内に含まれる範囲内で種々の変形を施すことも可能であ
り、その中には各構成要素を均等物で置換したものも含
まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る半導体レーザ半製品の保護膜形
成用スペーサの一実施例を示す要部斜視図である。

【図２】保護膜形成用治具の分解斜視図である。

【図３】保護膜形成用治具に半導体レーザ半製品および
保護膜形成用スペーサを収納した状態を示す要部正面図
である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図ある。

【図５】本願発明に係る保護膜形成用スペーサの製造方
法の一実施例を示す概略図である。

【図６】図５に示される金属線材の断面図である。

【図７】本願発明に係る保護膜形成用スペーサの製造方
法の他の実施例を示す概略図である。

【図８】図７に示される金属線材の断面図である。

【図９】本願発明に係る半導体レーザの保護膜形成用ス
ペーサの他の実施例を示す要部斜視図である。

【図１０】本願発明に係る保護膜形成用スペーサの製造
方法の他の実施例を示す概略図である。

【図１１】図１０に示される金属線材の断面図である。

【図１２】本願発明に係る半導体レーザの保護膜形成用
スペーサの他の実施例を示す要部斜視図である。

【図１３】半導体レーザの構造を示す斜視図である。

【図１４】図３のＡ−Ａ線断面図ある。

【符号の説明】

１，９１，１２１ スペーサ ２ 上枠部材 ３ 収容部材 ４ 下枠部材 ２２，２３ 切欠部 ５ 押し板 ２４ 窓 ３１ 半導体レーザ ３１ａ，３１ｂ 劈開面 ５１，７１，１０１ 金属線材 ５５，７５ バレル １３１ ｐ型半導体 １３２ ｎ型半導体 １３３ 活性層 １３０ａ，１３０ｂ 劈開面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バー状に劈開された状態の半導体レーザ
   半製品と同程度の長さの略直方体であり、複数本の上記
   半導体レーザ半製品の間に挟み込まれ、この半導体レー
   ザ半製品の劈開面に保護膜を形成させるためのスペーサ
   であって、 金属材料から構成され、 上記略直方体の幅は、半導体レーザ半製品の幅と同程度
   であり、 上記略直方体の長手方向に延びる４辺の縁は、全域にわ
   たって丸められているか、あるいは削りとられているこ
   とを特徴とする、半導体レーザ半製品の保護膜形成用ス
   ペーサ。
2. 【請求項２】 バー状に劈開された状態の半導体レーザ
   半製品と同程度の幅の方形断面を有する金属線材を切断
   し、上記金属線材の長さを上記半導体レーザ半製品の長
   さと同程度にした後、研磨によって、上記金属線材の長
   手方向に延びる４辺の縁へ全域にわたって丸みを付ける
   ことを特徴とする、半導体レーザ半製品の保護膜形成用
   スペーサの製造方法。
3. 【請求項３】 金属薄板にエッチング処理を施すか、あ
   るいは打ち抜くことによって、バー状に劈開された半導
   体レーザ半製品と同程度の長さと幅を有する略直方体の
   金属線材を作製し、研磨によって、上記金属線材の長手
   方向に延びる４辺の縁へ全域にわたって丸みを付けるこ
   とを特徴とする、半導体レーザ半製品の保護膜形成用ス
   ペーサの製造方法。
4. 【請求項４】 バー状に劈開された状態の半導体レーザ
   半製品と同程度の長さの略直方体であり、複数本の上記
   半導体レーザ半製品の間に挟み込まれ、この半導体レー
   ザ半製品の劈開面に保護膜を形成させるためのスペーサ
   であって、 金属材料から構成され、 上記略直方体の横断面形状は、上下２辺が平行で、左右
   ２辺が円弧状になっている俵形であり、かつ、上記半導
   体レーザ半製品と同程度の幅を有することを特徴とす
   る、半導体レーザ半製品の保護膜形成用スペーサ。
5. 【請求項５】 円形断面を持つ金属線材に上下２方向か
   ら圧力をかけ、上記円形断面の形状をバー状に劈開され
   た状態の半導体レーザ半製品と同程度の幅を有する俵形
   断面に変形させ、変形後の金属線材を上記半導体レーザ
   半製品と同程度の長さに切断することを特徴とする、半
   導体レーザ半製品の保護膜形成用スペーサの製造方法。