JPS61128587A - 半導体レーザとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体レーザの製造方法に関し、半導体レーザ
を３ビ一ムトラツキング方式の光学式記録装置、光学式
再生装置あるいは光学式記録再生装置を構成する光学式
ヘッドに光源として用いた場合に０次ビームの光学式記
録媒体に対するタンジェンシャルスキュー角の変化に対
する依存性のないトラッキングエラー信号を得ることが
できるようにすることのできる新規な半導体レーザの製
造方法を提供しようとするものである。

背景技術 先ず、第３図に従って、従来の半導体レーザを光源とす
る光学式ヘッド及びトラッキング誤差検出方法について
説明する。

ｌは半導体レーザ（レーザダイオード）で、これのレー
ザビーム出射端面ＩＡ側より出射した断面形状が楕円の
レーザビームはコリメータレンズ（不用の場合もある）
２に入射せしめられて平行ビームとされ、回折格子（グ
レーティング）３に入射せしめられる。該回折格子３よ
り出射した０次ビームＬＯ及び±１次ビームＬ＋１．Ｌ
−１（尚＋２次以上、−２次以下のビームは無視する）
は非偏光ビームスプリッタ（ハーフ−ミラ）４を通過し
た後、対物レンズ５により集束せしめられ、その集束さ
れたＯ次ビームＬＯ及び±１次ビームＬ＋１、Ｌ−、は
光学式記録媒体（光磁気記録媒体も含む）６の記録面に
所定間隔（例えば１０　ＪＬｍ）を置いて入射せしめら
れる。尚、上記ビームスプリッタ４として非偏光ではな
く偏光ビームスプリッタを用いる場合にはその偏光ビー
ムスプリッタと回折格子３との間に１／４波長板を配置
する必要がある。　　“ 光学式記録媒体６で反射したＯ次ビームＬＯ及び±１次
ビームＬ４＝１、Ｌ−１は対物レンズ５を通過してビー
ムスプリッタ４に入射せしめられ、その一部はその入射
面４ａで反射して光検出器７に入射せしめられる。この
光検出器７は０次ビームＬｏ及び±１次Ｌ４−１、Ｌ−
、が各別に入射せしめられる３個の光検出部により構成
される。そして、１１次ビームが入射せしめられる一対
の光検出部からの一対の光検出出力の差を検出すること
により、０次ビームＬＱの光学式記録媒体６の記録面上
でのトラッキング状態に応じたトラッキング誤差信号を
得るようにされる。又、０次ビームが入射せしめられる
光検出部からは、再生信号、フォーカスエラー信号等を
得る。

次に、半導体ビームの一例１について第４図に従って説
明する。この半導体レーザ１はチップ状で通常一方の電
極を兼ねた銅等からなるヒートシンク８上に固着されて
いる。半導体レーザ１の構造を上層から下層の順で説明
すると、１ａは電極層、１ｂはｎ型のＧａＡｓ層（基板
層）、ＩＣはｎ型のＧａＡＬＡｓ　（クラッド層）、ｌ
ｄはＧａＡＬＡｓ層（活性層）、１ｅはＰ型のＧａＡｓ
層（クラッド層）、１ｆはＰ型のＧａＡｓ層である。そ
して、活性層１ｄ、特にその中央部から上述のレーザビ
ームＬが出射する。この半導体レーザ１のレーザビーム
出射端面（ＭＪ開面）ＬＡを正面とすると、その幅が１
００〜３００ＪＬｍ、高さく厚さ）が８０〜１００４ｍ
、奥行が２００〜３００４ｍである。活性層１ｄのヒー
トシンク８の上面からの高さは数４ｍである。

背景技術の問題点 ところで、Ｏ次ビームＬＯの光学式記録媒体６の記録面
に対するタンジェンシャルスキュー角が変化すると、ト
ラッキングエラー信号もそれに応じて周期的に変化し、
正確なトラッキングエラーを検出することができなかっ
た。

そこで、その原因を探究したところ、次のことが判明し
た。光学式記録媒体６で反射したＯ次ビームＬＯ及び±
１次ビームＬ＋Ｌ、Ｉ、−１は対物レンズ５を通過した
後、ビームスプリッタ４の反射面４ａで反射するのみな
らず、ビームスプリッタ４を通過し、回折格子３に入射
する。すると、入射した各ビームに対応して０次ビーム
及び１１次ビームが発生し、コリメータレンズ２を通過
して半導体ビーム素子ｌに向う、この半導体レーザ１に
向うビームのビーム量は、非偏光ビームスプリフタを用
いた場合には多く、偏光ビームスプリッタを用いた場合
は少ない、この場合、半導体レーザ１のレーザビーム出
射端面ｌＡの回折格子３に対する相対回動角位置に応じ
て半導体レーザ１上の中心ビーム１ａの入射位置とその
両側に位置する両側ビームＬｂ、Ｌｃの入射位置との位
Ｆ）関係が翼なｉＪ、３腫類の位置間係がある。

その第１のものは、中心ビームＬａの入射位置がレーザ
ビーム出射端面１ａ上の活性層１ｄに位置し、両側ビー
ムＬａ、Ｌｃが中心ビームＬａの位置を通り活性層１ｄ
と直交する直線上においてその中心ビームｌａの上下に
位置する部分に入射される場合である。又、第２のもの
は、中心ビームＬａ及び両側ビームＬｂ、Ｌｃが共に、
活′性層ｌｄ上に位置し、そして、第３のものは中心ビ
ームＬａ及び両側ビームＬｂ、Ｌｃの入射位置を結ぶ直
線が上記２つの場合の中間のある角度になる。

そして、これら中心ビームＬａ及び両側ビームＬｂ、Ｌ
ｃは、１次ビームＬＯと±１次ビームＬ＋１、Ｌ−１が
回折格子３によって再回折され、且つ混在して重畳され
る。

ところで、両側ビームｉｂ、ＩＣの片方がヒートシンク
８の面に入射した場合は、その面が粗面であるので、そ
のビームについてはそこで乱反射されるので問題はない
、しかし、両側ビームＬｂ、Ｌｃの少なくとも一方が半
導体レーザ１のレーザビーム出射端面ＩＡに入射する。

そして、この端面ＩＡの反射率が大きいのでこの端面Ｉ
Ａでそのビームが反射し、上述の光路を通過して光検出
器７に入射し、＋１次又は−１次ビームと干渉を起す、
このため、０次ビームＬＯの光学式記録媒体６の記録面
に対するタンジェンシャルスキュー角に応じて光検出器
７に入射する＋１次又は−１次ビームの強度が変化し、
トラッキングエラー信号がそのスキュー角に応じて周期
的に変化する。第６図は両側ビームＬｂ％Ｌｃの一方Ｌ
ｂが半導体レーザｌのレーザビーム発光端面ＩＡに入射
し、他方Ｌｃがヒートシンク８に入射した場合における
、Ｏ次ビームＬｏの記録面に対するタンジェンシャルス
キュー角α０とトラッキングエラー信号Ｓｅのレベルと
の理想的関係を示す曲線図である。この図から解るよう
に、スキュー角α６の変化に応じてトラッキングエラー
信号Ｓｅのレーザビームの波長入に対し、入／２毎の周
期でレベルが変化する。具体的には１α１が増大するに
つれてトラッキングエラー信号Ｓｓのレベルが減衰する
。尚、両側ビームＬｂ、Ｌｃはレーザビーム出射端面Ｉ
Ａに入射する場合は、波形の振幅が中心Ｌｏの場合の２
倍になり、又、位相も第６図に示す場合とは異なる。

次に、一方の側のビームＬｂがレーザビーム出射面ＩＡ
に入射し、他方の側のビームＬｃがヒートシンク８に入
射する場合の干渉について第７図によって説明する。尚
、この図ではレンズ系の図示を省略しである。この図に
おいて、出射端面ＩＡは正規の状態が破線にて示され、
正規の状態から傾いた一般的な状態が実線で示される。

又、光学式記録媒体６も正規な状態が破線で示され、正
規な状態から傾いた一般的な状態が実線で示される。

Ｏ次ビームＬ、は上記正規の状態におけるレーザビーム
出射端面ＩＡ及び同じく光学式媒体６（の記録面）に対
して鉛直である。第７図あるい・は下記の式（１）〜（
６）において、θは＋１次ビームＬ＋ｌのＯ次ビームＬ
Ｏに対する角度、ｔｌがレーザ出射端面ＩＡと回折格子
３との間の位相長、ｔｌは回折格子３と光学式記録媒体
６（の記録面）との間の位相長、Δ１１、Δｔ２は位相
長ｔ１、ｔｌに対するＯ次ビームＬＯ及び＋１ビ一ムＬ
＋１間の位相差である。Δｔ３、Δｔ４は光学式記録媒
体６．レーザビーム出射端面ＩＡのスキニー位相であり
、ｇは回折格子３における０次ビームＬＯと＋１次ビー
ムＬ＋１間の位相差、１０．１１は回折格子３における
０次ビーム、＋１次ビームの透過率、ｔはハーフミラ−
４の透過率、ｒ、ｆは光学式記録媒体６の記録面上、レ
ーザビーム出射端面ＩＡ上の反射率である。

ここで、＋１次ビームＬ＋ｔが入射する光学式記録媒体
６の記録面上の点Ａにおける入射光の複素、振幅を下記
の４つの場合（１）〜（４）（ａ１〜ａ＋）に分けて考
える。

（１）ａｌ　：＋１次ビームＬ＋　ｌが直接に点Ａに入
射した場合の入射光の複素振幅 （２）ａ２：Ｏ次ビームＬＯが光学式記録媒体６で反射
し、再度回折格子３に入射することによって得られた０
次ビームがレーザビーム出射端面１Ａで反射し、再度回
折格子３に入射することによって得られた＋１次ビーム
が点Ａに入射した場合の入射光の複素振幅 （３）ａ３：０次ビームｒ、ｏが光学式記録媒体６で反
射し、再度回折格子３に入射することによって得られた
＋１次ビームがレーザビーム出射端面ＩＡで反射し、再
度回折格子３に入射することによって得られた０次ビー
ムが点Ａに入射した場合の入射光の複素振幅 （４）ａ４：＋１次ビームＬ＋１が光学式記録媒体６で
反射し、再度回折格子３に入射、することによって得ら
れた０次ビームがレーザビーム出射端面ＩＡで反射し、
再度回折格子３に入射することによって得られた０次ビ
ームが点Ａに入射した場合の入射光の複素振幅 次に、ａ１〜ａ４を式にして示す ａｔ＝ｉ　ｔｔ＊ｅｓｐ　　（ｊ　（Ｌ１＋ｇ＋Ｌ２＋
Δｔ２＋Δｔ３））　　　・φ・　（１）ｆＬ２＝Ｌｏ
　　　ｉｌｔ　　３ｒｆ＊ｅｓｐ［ｊ（３（Ｌｔ＋Ｌｚ
）＋ｇ＋Δｔ２＋Δｔ３）］・　・　Φ　（２） ａ３＝ｌｏ　　　ｉ　　１ｔ　　３ｒｆｅｅｘｐ［ｊ（
３（Ｌ１＋Ｌ２）＋ｇ＋２Δｔ１＋ΔＬ２＋Δｔ３＋２
Δｔ４）　］ φ　φ　・　・　（３） ａ４＝ｌｏ　　　ｉ　　１ｔ　　３ｒｆ＊ｅｘｐ　　［
ｊ　　（３（１ｔ＋Ｌ　２）＋ｇ＋３　　（ΔＬ２＋Δ
ｔ３）＋２Δｔ１＋２Δｔ４）］ ・　・　◆　（４） 計算の簡略化のため、レーザビームの可干渉距離を２（
Ｌ１＋１２）以下とすると、点Ａにおける光の強度Ｉａ
は次式で表わされる。

Ｉａ＝ｌａ　　１１　２＋ｌａ２＋ａ３＋ａ４１　２＝
ｉ１　２ｔ　　２　［１＋ｉ（１’ｔ’ｒ２ｆ　　２（
３＋２ｃｏｓ２（Δ　ｔ　１　＋Δ　ｔ　４）　＋２　
　ｃｏｓ２　　（Δ　ｔ　１　＋　Δ　ｔ　４　＋　Δ
　Ｌ２＋ΔＬ　　３）＋２００５　２　　（Δｔ２＋Δ
Ｌ３）　］ｅ　・　・　書　（５） 又、両側ビームＬｂ、Ｌｃがレーザビーム出射端面ＩＡ
に入射する場合において、＋１次ビームＬ＋１が光学式
記録媒体６の記録面上の点Ａに入射し、−１次ビーム１
．１が０次ビームＬＯに対し対称な点Ｂに入射する場合
は、点Ａの光の強度Ｉａは前記式（５）のとおりである
が、その点Ｂの光の強度Ｉｂは次式で表わされる。

Ｉ　ｂ＝ｆ　Ｌ　２ｔ　２［１＋ｉ０’ｔ’ｒ２ｆ　２
（３＋２ｃｏｓ　２　（Δｔ！−Δ１４）＋２ｃｏｓ　
　２　　（Δｔ１−Δｔ４＋Δｔ２−Δ　Ｌ　　３）　
　＋２ｃｏｓ　　２　　（ΔＬ２−ΔＬ３））］　　　
　　　　・・・　（６）このように、両側ビームＬｂ、
Ｌｃの少なくとも一方がビーム出射端面ＩＡに入射し、
その結果、その端面ＩＡで反射し、光検出器７に入射す
るので＋１次又は−１次ビームと干渉を起す、そのため
、０次ビームの光学式記録媒体一対するタンジェンシャ
ルスキュー角の変化によって光検出器７に入射する＋１
次あるいは一１次ビームの強度が変化する。即ち、トラ
ッキングエラー信号のレベルがトラッキング状態によっ
てだけでなく、タンジェンシャルスキュー角の変化によ
っても変化してしまう。

本発明は、中心ビームと両側ビームとの位置関係が第１
の位置関係にある場合において、即ち、両側ビームが中
心ビーム入射部を通り活性層と直交する直線上において
中心ビーム入射部の上下に位置する部分に入射される場
合において、半導体基板の入射した一方の側ビームがレ
ーザ光出射方向に反射されて干渉を生じ、その結果、０
次ビームの光学式記録媒体に対するタンジェンシャルス
キュー角の変化によってトラッキングエラー信号が変化
するという問題点を解決しようとするもの一１％弧ス 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、表面部にレーザダ
イオードが群成せしめられたウェハ状の半導体基板の上
記各レーザダイオードのレーザビーム出射方向と直角の
方向の各劈開すべき領域を上記半導体基板の裏面側から
ノーーフダイシングして溝を形成し、その後上記劈開す
べき領域にて劈開することを特徴とするものである。

作用 本発明によれば、一方の側ビームがハーフダイシングに
より形成され、従って粗い目を有している面に入射され
るようにするこ′とができる。依って、そのビームはそ
の面にて乱反射・されるので、光学式ヘッドの光路にほ
とんど戻らず、干渉等の問題を回避することができる。

実施例 以下に、本発明半導体レーザの製造方法を添附図面に示
した実施例に従って詳細に説明する。

第１図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明半導体レーザの製造方
法の実施の一例を工程順に示すものである。

（Ａ）ウェハ状の半導体基板１０に対してレーザダイオ
ードを形成するための一連の処理を施し、その後半導体
基板１０を裏返しにする。第１図（Ａ）は裏返しにした
状態を示す、尚、半導体基板１０はＧａＡｓからなり、
Ｎ十型の導電性を有する。１１は該半導体基板１０の表
面に形成されたｃａＡｔＡｓからなるＮ−型のスタッド
層、１２はＧａＡＬＡｓからなる活性層、１３は活性層
１２の表面に形成されたＧａＡＬＡｓからなるＰ型のス
タッド層、１４は該スタッド！＃１３の表面に形成され
たＰ中型の半導体層で、該半導体層１４はプロトン等の
選択的なイオン打込みにより部分的に結晶が破壊されて
電気的絶縁性を帯びるようにされている。１５は半導体
層１４の絶縁性を帯びるようにされた領域、１６は半導
体層１５のイオン打込みによる絶縁性領域化されていな
いストライプ領域で、前記活性層１２の該ストライプ領
域１６と対応する部分がレーザ光の発生源となる。

（Ｂ）次に、ウェハ状半導体基板ｌＯの裏面のストライ
プ領域１６と直角方向のスクライブすべき各領域に沿っ
てハーフダイシングをして溝１７を形成する。１８はハ
ーフダイシングにより形成されたダイシング面である。

このハーフダイシングは残り厚さｔが例えば５０〜ｌｏ
０４ｍ程度になるように行う、第１図（Ｂ）はハーフダ
イシング後の状態を示す。

（Ｃ）次に、上記各溝１７にて劈開してウェハ状の半導
体基板１０をバー状に分割する。第１図（Ｃ）は半導体
基板１０をバー状にする劈開をした後の状態を示し、同
図において１９は劈開により形成されたレーザビーム出
射端面である。

その後、レーザビーム出射方向と同じ方向のスクライブ
すべきライン２０に沿ってスクライブしてベレタライズ
する。

第２図は第１図に示す製造方法によって製造された半導
体レーザを示す斜視図である。このような半導体レーザ
の製造方法は一般に活性層１２と近い側の表面にてヒー
トシンクにポンディングされる（尤も、それとは逆に活
性層１２と遠い側の表面にてポンディングするようにし
ても良い、）。

このような半導体レーザの製造方法によれば。

上側ビームＬｃがハーフダイシングにより形成されたダ
イシング面１８に入射する。そして、該ダイシング面１
８は劈開面１９に比較して非常に粗い面になるので、そ
のダイシング面１８に入射される上側ビームＬｃはその
面にて乱反射される。

従って、半導体レーザに帰還する上側ビームＬｃが再反
射によって光学式ヘッドの光路に戻り、干渉を起すこと
を回避することができる。尚、下側ビームＬｃはヒート
シンクに戻るが、ヒートシンク表面自身は粗面であるの
で、ヒートシンクに帰還した下側ビームＬｃによる干渉
もほとんど生じない。

発明の効果 以上に述べたように、本発明半導体レーザの製造方法に
より製造した半導体レーザによれば、上側ビーム（ある
いは下側ビーム）がハーフダイシングにより形成され、
従って目の粗いダイシング面に帰還するようにすること
が可能となる。従って、その半導体レーザを３ビ一ムト
ラツキング方式の光学式記録装置、再生装置あるいは記
録再生装置の光学式ヘッドに光源として用いれば、両側
ビームが中心ビーム入射部の上下に入射される場合にお
いては、レーザビーム出射端面に入射される一方の側ビ
ームがダイシング面にて乱反射されることになる。依っ
て、両側ビームが反射されて光学式ヘッドの本来の光路
に戻ることを防止することができ、延いては干渉を防止
することができる。従って０次ビームの光学式記録媒体
に対するタンジェンシャルスキュー角の変化によってト
ラッキングエラー信号が変化することを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明半導体レーザの製造方
法の実施の一例を工程順に示す斜視図、第２図は本発明
方法により製造された半導体レーザの斜視図、第３図乃
至第７図は背景技術とその問題点を説明するためのもの
で、第３図は光学式ヘッドの概略を示す配置図、第４図
及び第５図は光学式ヘッドに用いられた半導体レーザの
一例を示す正面図、第６図はタンジェンシャルスキュー
角の変化に対するトラッキングエラー信号のレベル変化
を示す曲線図、第７図は干渉の説明に供する線図である
。 符号の説明 ｌＯ・・・半導体基板、　　１７・・の溝、１８・・・
ダイシングにより形成された面才２図 手続補正書（方式） 昭和６０年　４月２２日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面部にレーザダイオードが群成せしめられたウ
   ェハ状の半導体基板の上記各レーザダイオードのレーザ
   ビーム出射方向と直角の方向の各劈開すべき領域を上記
   半導体基板の裏面側からハーフダイシングして溝を形成
   し、その後上記劈開すべき領域にて劈開することを特徴
   とする半導体レーザの製造方法