JPH11289129A - 半導体レ−ザ基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レ−ザ基板を劈開分離する際、欠けや
ひび割れ等の劈開不良を大幅に低減した半導体レ−ザ基
板を提供する。 【解決手段】 基板２上にクラッド層４、活性層５、ク
ラッド層６が順次積層され、クラッド層６上にストライ
プ状のクラッド層７を狭窄した電流狭窄層８が形成さ
れ、クラッド層７及び電流狭窄層８上にコンタクト層９
を形成してなるレ−ザ基板１の一側１ａで、かつクラッ
ド層６が形成された方向と略直交するよう、基板２の端
部に傷１２₁ 、１２₂ 、１２₃ を形成し、傷１２₁ 、１
２₂ 、１２₃から生じる劈開溝に沿って劈開分離して、
レ−ザバ−１３を作製し、レ−ザバ−１３を劈開溝方向
と異なる方向に複数分割して、レ−ザ素子１５を形成す
るレ−ザ基板１であって、コンタクト層９上に傷１
２₁ 、１２₂ 、１２₃ から生じる劈開溝方向とクラッド
層６が形成された方向との交差部に凹部Ｌを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レ−ザ基板
を劈開してバ−状の半導体レ−ザバ−及び半導体レ−ザ
素子を作製するための半導体レ−ザ基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レ−ザ基板から半導体レ−ザ素子
を作製するためには、この半導体レ−ザ基板を共振器長
幅の短冊状の半導体レーザバ−に劈開することが必要で
ある。ここで、この半導体レ−ザバ−の両側面は共振器
面となり、この共振器面側には、レ−ザ光を放出する活
性層が形成されている。更に、この半導体レーザバ−の
共振器面と直交方向に分割することにより、半導体レー
ザ素子が得られる。この際、半導体レ−ザ素子の活性層
は共振器面側に形成されているので、良好な特性の半導
体レ−ザ素子を得るためには、この半導体レ−ザ素子の
作製は、この共振器面を破損することなく、行うことが
重要である。

【０００３】以下に、従来の半導体レーザ基板の劈開方
法について、図３乃至図８を用いて説明する。図４は、
従来の半導体レ−ザ基板１６を示す斜視図であり、
（Ａ）は、ｐオ−ミック電極１０側から見た斜視図であ
り、（Ｂ）は、ｎオ−ミック電極１１側から見た斜視図
である。図５乃至図８は、半導体レ−ザ基板の劈開方法
を示す製造工程図である。図９は、従来の半導体レ−ザ
基板から劈開分離された半導体レ−ザバ−である。図１
０は、半導体レ−ザバ−を分割して得られた半導体レ−
ザ素子である。図５、図６において、この半導体レ−ザ
基板１６の劈開方法についてわかりやすく説明するため
に、半導体レ−ザ基板１６及びカバ−シ−ト１８を点線
で示してある。図８は、半導体レ−ザ基板の劈開の様子
を示す図であり、（Ａ）は半導体レ−ザ基板の劈開の様
子を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のｘ−ｘ方向
から見た断面図である。

【０００４】まず初めに、図４に示す半導体レ−ザ基板
１の構成について説明する。図４に示すように、半導体
レ−ザ基板１６は、以下のような構造をしている。ｎ型
半導体基板２上にｎ型バッファ層３、ｎ型クラッド層
４、活性層５、ｐ型第１クラッド層６が順次積層され、
このｐ型第１クラッド層６上には、台形状の断面を有す
るｐ型第２クラッド層７がストライプ状に所定間隔を有
して形成され、更に、このｐ型第２クラッド層７を挟持
した電流狭窄層８が形成されている。なお、ｐ型第２ク
ラッド層７は、半導体レ−ザ基板１６の劈開方向と略直
交する方向に形成されている。第２クラッド層７及び電
流狭窄層８上には、ｐ型コンタクト層９、ｐ型オ−ミッ
ク電極１０が順次積層されている。なお、ｎ型半導体基
板２には、積層方向と逆方向にｎ型オ−ミック電極１１
が形成されている。

【０００５】このように、ｐ型第１クラッド層６上に台
形状のｐ型第２クラッド層７が形成されているので、半
導体レ−ザ基板１６の表面にはｐ型第２クラッド層７と
相似形の凸部Ｗを生じている。ここで、半導体レ−ザ基
板１６の大きさは通常、２０ｍｍ×２０ｍｍであり、な
お、凸部Ｗは、ｐ型第２クラッド層７の相似形であるの
で、その形状は、略ｐ型第２クラッド層７と等しい大き
さの台形状である。

【０００６】ｎ型オ−ミック電極１１上には、半導体レ
−ザ基板１６の一端部１６ａにスクライブ傷１２₁ 、１
２₂ 、１２₃ が、互いに所定間隔を有して形成されてい
る。このスクライブ傷１２₁ 、１２₂ 、１２₃ は、半導
体レ−ザ基板１６の劈開を容易にするためのものであ
り、図示しないポイントスクライバにより機械的にｎ型
オ−ミック電極１１上からｎ型半導体基板２の表面近傍
に達するように形成される。また、スクライブ傷１
２₁ 、１２₂ 、１２₃ の形成は、図示しないポイントス
クライバから半導体レ−ザ基板１６を構成する各層への
衝撃を緩和するように、ｎ型オ−ミック電極１１上から
行われる。一般的には、スクライブ傷１２₁ 、１２₂ 、
１２₃ の間隔は、後述する半導体レ−ザ素子２８の共振
器長となり、約２５０μｍ程度である。また、活性層５
は、半導体レ−ザ基板１の劈開方向と略直交方向に形成
されている。即ち、この活性層５はスクライブ傷１
２₁ 、１２₂ 、１２₃ と略直交することになる。

【０００７】次に、半導体レ−ザ基板１６を劈開分離す
るために用いられる半導体レ−ザ基板劈開装置２５につ
いて図７を用いて説明する。半導体レ−ザ基板劈開装置
２５は、開口部１９ａを有したホルダ−１９と、このホ
ルダ−１９を収納するための収納部２０ａを有したホル
ダ−固定台２０と、ホルダ−固定台２０の収納部２０ａ
に収納されたホルダ−１９をホルダ−固定台２０に押し
つけるためのホルダ−押え２１と、このホルダ−１９を
ホルダ−固定台２０にホルダ−押え２１と共に固定する
ためのネジ２２とからなる。更に、ホルダ−固定台２０
に固定されたホルダ−１９の下方には、半導体レ−ザ基
板１６を劈開分離するためのカッタ−ナイフ２３がカッ
タ−固定具２４に固定されて、配置されている。このカ
ッタ−ナイフ２３は、半導体レ−ザ基板１６の形状より
も長い帯板状の刃を有し、上下左右に稼働することがで
きるようになっている。

【０００８】以下に、この半導体レ−ザ基板劈開装置２
５を用いて、半導体レ−ザ基板１６を劈開する方法につ
いて説明する。 （半導体レ−ザ基板貼り付け）スクライブ傷１２₁ 、１
２₂ 、１２₃ が形成されたｎ型オ−ミック電極１１側を
上方、ｐ型オ−ミック電極１０側を粘着シ−ト１７に対
向配置し、半導体レ−ザ基板１６を粘着シート１７に貼
り付ける。更に、半導体レーザ基板１６及び粘着シート
１７上に、半導体レーザ基板１６を覆うようにして、粘
着シート１７よりやや小さい形状のカバーシート１８を
載置する（図５）。

【０００９】（粘着シ−トの固定）続いて、ホルダー１
９の開口部１９ａ内に半導体レ−ザ基板１６が収納され
るようにして、このホルダ−１９をカバ−シ−ト１８上
方から粘着シート１７上に載置する（図６）。この際、
ホルダ−１９の形状は、粘着シ−ト１７の大きさと略等
しい形状であり、粘着シ−ト１７の粘着部分１７ａによ
り固定される。この結果、ホルダ−１９は、カバ−シ−
ト１８、半導体レ−ザ基板１６及び粘着シ−ト１７と共
に一体化されることになる。

【００１０】（ホルダ−固定）この半導体レ−ザ基板１
６と共に一体化したホルダ−１９を半導体レ−ザ基板劈
開装置２５のホルダ−収納部２０ａに載置する。次に、
ホルダー１９及びホルダ−固定台２０上には、ホルダー
押え２１を載置し、このホルダー押え２１をホルダ−固
定台２０にネジ２２で止めて、ホルダー１９をホルダ−
固定台２０に固定する（図７）。

【００１１】（半導体レ−ザ基板の劈開）この後、カッ
タ−ナイフ２３を粘着シート１７を介して、半導体レー
ザ基板１６の劈開方向に平行かつ、スクライブ傷１２₁
に対向配置する。この状態から、カッタ−ナイフ２３に
より粘着シ−ト１７を介して半導体レ−ザ基板１６を上
方に突き上げ、スクライブ傷１２₁ を起点として、この
スクライブ傷１２₁ によって生じる劈開溝Ｖに沿って、
半導体レーザ基板１６を劈開する（図８）。この後、カ
ッタ−ナイフ２３を粘着シ−ト１７を介して、順次スク
ライブ傷１２₂ 、１２₃ に対向配置し、同様にして、半
導体レ−ザ基板１６の劈開を行って、半導体レ−ザバ−
２６を得る（図９）。この後、半導体レ−ザバ−２６の
劈開方向と略直交方向に所定の長さに分割することによ
り半導体レ−ザ素子２８が得られる（図１０）。なお、
半導体レ−ザ基板１６の劈開を端から順次行うのは、こ
の半導体レ−ザ基板１６の劈開の作業を機械的に行うこ
とができるので、生産効率が高いからである。

【００１２】ここで、半導体レ−ザ基板１６の劈開分離
のメカニズムについて説明する。図８に示すように、カ
ッタ−ナイフ１９により半導体レ−ザ基板１６を突き上
げた際、半導体レ−ザ基板１６に作用する力の作用点
は、粘着シ−ト１７側では、粘着シ−ト１７を介してカ
ッタ−ナイフ２３に接する位置Ｃ（作用点Ｃ）であり、
カバ−シ−ト１８側では、半導体レ−ザ基板１６の一端
Ｄ（作用点Ｄ）と半導体レ−ザ基板１６の他端Ｅ（作用
点Ｅ）である。半導体レ−ザ基板１６に突き上げ力Ｎ₁
が作用すると、その反作用として、カバ−シ−ト１８か
ら半導体レ−ザ基板１６の一端Ｄに抗力Ｎ₂ 及び半導体
レ−ザ基板１６の他端Ｅに抗力Ｎ₃ が作用する。なお、
この突き上げ力Ｎ₁ は、カッタ−ナイフ２３の突き上げ
量に比例して大きくなる。このような状態から、半導体
レ−ザ基板１６の劈開は、突き上げ力Ｎ₁ が作用する作
用点Ｃを中心として、半導体レ−ザ基板１６から劈開分
離される一方の分離部分１₁ の幅ｄ₁ と抗力Ｎ₂ との積
からなる力のモ−メントＦ₁ （Ｎ₂ ×ｄ₁）と、他方の
未分離部分１₂ の幅ｄ₂ と抗力Ｎ₃ との積からなる力の
モ−メントＦ₂ （Ｎ₃ ×ｄ₂ ）が作用することによって
行われる。この結果、半導体レ−ザ基板１６から分離部
分１₁ が分離されて、半導体レ−ザバ−２６が得られる
のである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体レ−ザ基板１６の劈開方法には、以下の問題があ
った。半導体レ−ザ基板１６の劈開は、図８に示すよう
に、カッタ−ナイフ２３が粘着シ−ト１７を介して半導
体レ−ザ基板１６の凸部Ｗと接触した状態から半導体レ
−ザ基板１６を上方に突き上げて行われるので、劈開す
る際に、凸部Ｗに圧縮応力が加わることになる。この凸
部Ｗに作用する圧縮応力が過大になりすぎると、図９に
示すように、凸部Ｗは、この圧縮応力に抗しきれずに、
破壊されてしまう。このため、凸部Ｗ周辺の半導体レ−
ザバ−２６の側面２７には欠けやひび割れを生じ、更
に、半導体レ−ザバ−２６の結晶内部に歪み等を生じ、
結晶欠陥や転位を生じさせる原因となっていた。この結
果、半導体レ−ザバ−２６から分割して作製された半導
体レ−ザ素子２８は、この転位や結晶欠陥に起因する発
振しきい値の上昇や発光出力の低下や信頼性の低下とい
った問題を生じていた。

【００１４】そこで、本発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、半導体レ−ザ基板を劈
開分離する際、欠けやひび割れ等の劈開不良を大幅に低
減した半導体レ−ザ基板を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ基
板は、第１導電型半導体基板上に、少なくとも、第１導
電型第１クラッド層、活性層、第２導電型第１クラッド
層が順次積層され、前記第２導電型第１クラッド層上に
ストライプ状の第２導電型第２クラッド層を狭窄した電
流狭窄層が形成され、前記第２導電型第２クラッド層及
び前記電流狭窄層上に第２導電型コンタクト層を形成し
てなる半導体レ−ザ基板の一側で、かつ前記第２導電型
第２クラッド層が形成された方向と略直交するよう、前
記第１導電型半導体基板の端部に複数のスクライブ傷を
形成し、このスクライブ傷から生じる劈開溝に沿って劈
開分離して、複数の半導体レ−ザバ−を作製し、また、
各半導体レ−ザバ−を前記劈開溝方向と異なる方向に複
数分割して、前記半導体レ−ザ素子を形成する半導体レ
−ザ基板であって、少なくとも、前記第２導電型コンタ
クト層上に前記複数のスクライブ傷から生じる劈開溝方
向と、前記第２導電型第２クラッド層が形成された方向
との交差部に凹部を設けたことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の半導体レ−ザ基板の一実
施例について図１乃至図３を用いて説明する。図１は、
本発明の半導体レーザ基板を示す斜視図であり、（Ａ）
は、ｐオ−ミック電極側から見た斜視図であり、（Ｂ）
は、ｎオ−ミック電極側から見た斜視図である。図２
は、本発明の半導体レ−ザ基板から劈開分離された半導
体レ−ザバ−を示す斜視図である。図３は、本発明の半
導体レ−ザ基板から得られた半導体レ−ザ素子を示す斜
視図である。本発明の半導体レ−ザ基板１は、従来の半
導体レ−ザ基板１６の活性層５から出射されるレ−ザ光
の出射方向とスクライブ傷１２₁ 、１２₂ 、１２₃ じる
劈開溝との交差するコンタクト層上に凹部Ｌを形成した
ものである。従来と同一構成部分には同一符号を付し、
その詳細な説明を省略する。

【００１７】まず初めに、本発明の半導体レ−ザ基板１
について説明する。半導体レ−ザ基板１は、以下のよう
な構造をしている。ｎ型半導体基板２上にｎ型バッファ
層３、ｎ型クラッド層４、活性層５、ｐ型第１クラッド
層６が順次積層され、このｐ型第１クラッド層６上に
は、台形状の断面を有したｐ型第２クラッド層７が所定
間隔を有してストライプ状に形成され、更にこのｐ型第
２クラッド層７を挟持した電流狭窄層８が形成されてい
る。なお、ｐ型第２クラッド層７は，半導体レ−ザ基板
１の劈開方向と略直交する方向に形成されている。ｐ型
第２クラッド層７及び電流狭窄層８上には、ｐ型コンタ
クト層９、ｐ型オ−ミック電極１０が順次積層されてい
る。ｎ型半導体基板２には、各層の積層方向と逆方向に
ｎ型オ−ミック電極１１が形成されている。

【００１８】このように、ｐ型第１クラッド層６上に台
形状のｐ型第２クラッド層７がストライプ状に形成され
ているので、半導体レ−ザ基板１の表面にはｐ型第２ク
ラッド層７と相似形の凸部Ｗを生じている。更に、ｎ型
オ−ミック電極１１側には、半導体レ−ザ基板１の一端
部１ａに、スクライブ傷１２₁ 、１２₂ 、１２₃ が半導
体レ−ザ基板１の劈開方向に所定の間隔を有して形成さ
れ、ｐ型オ−ミック電極１０側には、スクライブ傷１２
₁ 、１２₂ 、１２₃ から生じる劈開溝とストライプ状の
凸部Ｗとの交差部に凹部Ｌが形成されている。なお、こ
の凹部Ｌはｐ型コンタクト層９の途中まで形成されてい
る。

【００１９】本発明の半導体レ−ザ基板１の劈開分離
は、従来の半導体レ−ザ基板の劈開方法において、図５
に示すように、発明の半導体レ−ザ基板１を粘着シ−ト
１７にｐオ−ミック電極１０側を対向配置して貼り付け
た後、図６乃至図８に示す工程を経て同様に行う。この
ようにして、半導体レ−ザ基板１から劈開分離されたバ
−状の半導体レ−ザバ−１３を得ることができる（図
２）。この後、半導体レ−ザバ−１３の劈開方向と略直
交方向に所定の長さに分割することにより半導体レ−ザ
素子１５が得られる（図３）。従来の半導体レ−ザ基板
劈開装置２５を用いて、半導体レ−ザ基板１の劈開を行
う際、カッタ−ナイフ２３が粘着シ−ト１７を介して半
導体レ−ザ基板１と接する部分に凹部Ｌが形成されてい
るので、カッタ−ナイフ２３からの突き上げ力Ｎ₁ は半
導体レ−ザ基板１の面全体に作用することなる。

【００２０】このため、半導体レ−ザ基板１への圧縮応
力は、低減されるので、この半導体レ−ザ基板１が破壊
されることを防止できる。この結果、半導体レ−ザ基板
１の凸部Ｗ周辺の半導体レ−ザバ−１３の側面１４には
欠けやひび割れがなく、この結晶内部に歪み等も生じな
いので、半導体レ−ザ素子１５は、この転位や結晶欠陥
に起因する発振しきい値の上昇や発光出力の低下を防止
でき、良好なレ−ザ特性や高い信頼性を有したものとな
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明の半導体レ−ザ基板によれば、少
なくとも、前記第２導電型コンタクト層上に前記第２導
電型第２クラッド層と前記複数のスクライブ傷から生じ
る劈開溝とが交差する位置に凹部を設けているので、こ
の半導体レ−ザ基板を劈開する際、半導体レ−ザ基板に
過度な圧縮応力を作用させることなく行うことができ
る。このため、半導体レ−ザ基板への圧縮応力が低減さ
れるので、この半導体レ−ザ基板から劈開分離された半
導体レ−ザバ−は、欠けやひび割れ、結晶歪み等がない
ので、良好な共振器面を有したバ−状の半導体レ−ザバ
−を得ることができる。また、半導体レ−ザ基板の内部
に発生する結晶欠陥や転位が低減されるので、半導体レ
−ザバ−から分割して得られる半導体レ−ザ素子は、良
好なレ−ザ特性を有し、高い信頼性を有したものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体レ−ザ基板の斜視図である。

【図２】本発明の半導体レ−ザ基板から得られた半導体
レ−ザバ−の斜視図である。

【図３】半導体レ−ザバ−を分割して得られた半導体レ
−ザ素子の斜視図である。

【図４】従来の半導体レ−ザ基板の斜視図である。

【図５】粘着シ−トに貼り付けられた従来の半導体レ−
ザ基板の平面図である。

【図６】従来の半導体レ−ザ基板を粘着シ−トと共にホ
ルダ−に固定した様子を示す平面図である。

【図７】一般的な半導体レ−ザ基板劈開装置の断面図で
ある。

【図８】一般的な半導体レ−ザ基板劈開装置を用いた従
来の半導体レ−ザ基板の劈開の様子を示す図である。

【図９】従来の半導体レ−ザ基板から劈開分離された半
導体レ−ザバ−の斜視図である。

【図１０】従来の半導体レ−ザバ−を分割して得られた
半導体レ−ザ素子の斜視図である。

【符号の説明】

１、１６…半導体レ−ザ基板、１ａ…一端、２…ｎ型半
導体基板、３…ｎ型バッファ層、４…ｎ型クラッド層、
５…活性層、６…ｐ型第１クラッド層、７…ｐ型第２ク
ラッド層、８…電流狭窄層、９…ｐ型コンタクト層、１
０…ｐ型オ−ミック電極、１１…ｎ型オ−ミック電極、
１２₁ 、１２₂ 、１２₃ …スクライブ傷、１３、２６…
半導体レ−ザバ−、１４、２７…側面、１５、２８…半
導体レ−ザ素子、１７…粘着シ−ト、１８…カバ−シ−
ト、１９…ホルダー、２０…ホルダ−固定台、２１……
ホルダ−押さえ、２２…ネジ、２３…カッタ−ナイフ、
２４…カッタ−ナイフ固定具、２５…半導体レ−ザ基板
劈開装置、１９ａ…開口部、２０ａ…ホルダ−収納部、
１ａ…一端部、Ｖ…劈開溝、１₁ …分離部分、１₂ …未
分離部分、Ｌ…凹部、Ｗ…凸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１導電型半導体基板上に、少なくとも、
   第１導電型第１クラッド層、活性層、第２導電型第１ク
   ラッド層が順次積層され、前記第２導電型第１クラッド
   層上にストライプ状の第２導電型第２クラッド層を狭窄
   した電流狭窄層が形成され、前記第２導電型第２クラッ
   ド層及び前記電流狭窄層上に第２導電型コンタクト層を
   形成してなる半導体レ−ザ基板の一側で、かつ前記第２
   導電型第２クラッド層が形成された方向と略直交するよ
   う、前記第１導電型半導体基板の端部に複数のスクライ
   ブ傷を形成し、このスクライブ傷から生じる劈開溝に沿
   って劈開分離して、複数の半導体レ−ザバ−を作製し、
   また、各半導体レ−ザバ−を前記劈開溝方向と異なる方
   向に複数分割して、前記半導体レ−ザ素子を形成する半
   導体レ−ザ基板であって、 少なくとも、前記第２導電型コンタクト層上に前記複数
   のスクライブ傷から生じる劈開溝方向と、前記第２導電
   型第２クラッド層が形成された方向との交差部に凹部を
   設けたことを特徴とする半導体レ−ザ基板。