JPS6237901B2 - - Google Patents

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JPS6237901B2
JPS6237901B2 JP55143111A JP14311180A JPS6237901B2 JP S6237901 B2 JPS6237901 B2 JP S6237901B2 JP 55143111 A JP55143111 A JP 55143111A JP 14311180 A JP14311180 A JP 14311180A JP S6237901 B2 JPS6237901 B2 JP S6237901B2
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JP
Japan
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gap
semiconductor wafer
wafer
scribing
semiconductor
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JP55143111A
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JPS5766688A (en
Inventor
Shigeo Oosaka
Takao Fujiwara
Kanji Fujiwara
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5766688A publication Critical patent/JPS5766688A/ja
Publication of JPS6237901B2 publication Critical patent/JPS6237901B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0201Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
    • H01S5/0202Cleaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体レーザ素子の製造方法、特にレ
ーザ素子の共振面を形成する方法に関するもので
ある。
半導体レーザ素子、特にGaAs―Ga1―xAlxAs
系のダブル・ヘテロ(DH)構造をそなえた半導
体レーザの模式図を第1図に示す。このレーザは
一般にn―GaAs基板1上にn―GaAlAsからな
るクラツド層2、p―GaAsの活性層3、p―
GaAlAsからなるクラツド層4およびn―GaAs
キヤツプ層5を順次液層エピタキシヤル成長さ
せ、さらに砂地で示したストライプ状の領域6に
Znを拡散してp型のストライプ領域6を形成
し、そして基板1の裏面に一方の電極となる
AuGeNiオーミツクコンタクト層7を設け、また
n―GaAsからなるキヤツプ層5の表面に他方の
電極となるTi―Ptオーミツクコンタクト層8と
前記p型のストライプ状領域6に対向したストラ
イプ状のAuメツキ層からなる電極9とを重ねて
形成した構造となつている。このような構成の半
導体レーザにあつては活性層3はその両側のクラ
ツド層2,4に比べてバンドギヤツプが小さく、
屈折率が大きいものである。その結果前記両電極
に電圧を印加することによつて生ずる注入キヤリ
アも、光も3の活性層内に閉じ込められる。この
二つの閉じ込め効果によりレーザ発振に必要なし
きい値電流が下がり半導体接合レーザの室温連続
動作を可能としている。
このようなレーザ素子にあつては、第1図の手
前側の面(X―Y)とその反対側の面は普通劈開
により鏡面とする。光はこの両面で反射しながら
Z軸方向を住復してレーザ発振を生じ、その光の
一部をレーザ光線として取出すことができる。
ここで上記従来のレーザにおいてはこのレーザ
光の反射面となる劈開面を形成する方法として例
えば基板1として表面が(100)面の結晶を用
い、その上に前記各層2,3,4,5層液相エピ
タキシヤルで成長させ、この面に垂直な(110)
面に平行にカミソリの刃をクサビ状に打込むこと
により劈開する方法が取られていた。しかしこの
方法では劈開すべきウエハがGaAs等の多元半導
体であり機械的破懐に敏感であるため、前記ウエ
ハの固定法が難しく、カミソリの刃を用いて手作
業で劈開するため、思いどうりの寸法または表面
精度の良好なものが得られなかつた。
一方、通常の半導体素子製造に常用されている
ウエハ裁断工程、即ちダイヤモンドスクライバに
よるスクライブ並に続くクラツキングの工程は、
共振面の形成を要する半導体レーザ素子用ウエハ
の裁断には不適と考えられている。この理由は、
スクライブによる傷は実際的には数μmの幅を有
しており、この傷に沿つて残留応力を生じると共
に傷内の各所から無数の微小なクラツクが結晶基
板内へ入り、クラツキング時にはこのような微小
クラツクに沿つて割れを生じる結果、クラツクさ
れた面は数μm程度の無数の凹凸を有することに
なり、これはレーザ共振器面に要求される平担性
を到底満足し得ないからである。
これに対し、本発明者等は先に作業能率及び寸
法再現性に優れ、且つレーザ共振器の特性は従来
法と何ら変らない劈開面を形成できるウエハ裁断
方法を提案した(特願昭54−116002号)。この方
法は、要約すれば、ストライプ状の発光領域上の
みを金電極膜の如き保護膜で覆つておき、ダイヤ
モンドスクライバでストライプ長手方向に直交し
てスクライブを施し、次いでローラーなどを用い
てスクライブされたウエハのクラツクを行なうも
のである。この方法では、スクライブ傷による応
力や微小クラツクは、発光領域部では保護膜が結
晶表面への傷の形成を妨げるため、発光領域へ及
ぶことがない。そしてクラツク時には、発光領域
部ではスクライブ線の延長線に沿うある(110)
面に沿つて劈開が生じるため、その劈開面は極め
て平担である。勿論、保護膜で覆われていない部
分では、その栽断面は著しい凹凸を呈するが、こ
の部分はレーザ共振器特性には何ら影響しないの
である。この方法によつて、作業能率は著しく向
上し、スクライブ工程ではウエハを台上に平置き
に固定し補助的治具を用いれば極めて優れた寸法
再現性が達成され、これらの工程の自動化も簡単
になるという顕著な実用効果が得られる。
以上の既提案のウエハ裁断方法は従来法と比べ
ると数々の優れた効果を有するが、唯一とも言う
べき欠点は、保護膜にも兼用する電極膜の切断が
不完全となることである。即ち、保護膜兼電極膜
はスクライブ工程直後も完全には切断された状態
とすることができず、クラツクする際に引き裂く
必要を生じ、その際に不良を発生し勝ちである。
とりわけ、主として放熱の目的で電極用の厚いメ
ツキ膜を設ける、所謂プレテツド・ヒート・シン
ク(PHS)技術を適用した場合にこの問題は深刻
になる。
従つて本発明は以上の欠点を除去した半導体レ
ーザ素子用ウエハの栽断方法を提供せんとするも
のである。
本発明による半導体レーザ素子の製造方法は、
半導体ウエハに複数の半導体レーザ素子のための
ストライプ状の発光領域を形成し、該ストライプ
の長手方向に直交するスクライブ予定線上の該発
光領域上を覆う部分に微小間隙を有する電極膜を
該スクライブ予定線上を除く前記半導体ウエハ表
面の該発光領域上に形成し、前記電極膜の微小間
隙部分でスクライバの刃先を前記半導体ウエハの
結晶表面に到達させずに前記スクライブ予定線に
沿つて前記微小間隙部分を除く半導体ウエハ表面
にスクライバの刃先により傷を付けてスクライブ
を行つた後、前記半導体ウエハを前記スクライブ
予定線に沿つて劈開することを特徴とするもので
あり、以下これを実施例に基づいて詳細に説明す
る。
第2図は本発明実施例の半導体レーザ素子用ウ
エハの斜視図であり、図では半導体素子16個分の
区域が示されているが、実際的には縦横共に例え
ば100列以上とした大量の素子が一枚のウエハか
ら作り得ることは言うまでもない。第2図におい
て第1図の個別素子中の各部に対応する部分には
同一番号を付してある。尚、第2図ではオーミツ
クコンタクト用金属膜は省略してあるが、これは
従来同様設けてよい。
第2図から明らかな如く、本発明においてはウ
エハ表面の金(Au)電極膜11が、ストライプ
状拡散領域6上を覆つて形成されているが、スク
ライブ予定線に沿つて微小な間隙12で途切れて
いることが特徴的である。この金電極膜11のパ
ターンは、常法に従つてフオトエツチング技術や
選択メツキ技術を適用することによつて形成され
得、その厚さは例えば5μmである。
このウエハに対し、(110)面方向に沿う所定の
スクライブ予定線に沿つてダイヤモンドスクライ
バによりスクライブを施す。スクライバ20の刃
先がAu電極膜11の微小間隙12内に位置した
ときの状態を部分断面図として第3図に示す。同
図から明らかなように、金電極膜11の厚さに対
し一定比率以下の幅を間隙12が有していれば、
スクライバの刃先は結晶表面には到達せず、スク
ライブによる傷は間隙12内では形成されない。
Au膜11の厚みが5μmであれば、刃先角度が
110゜程度である通常のダイヤモンドスクライバ
を使用したときには、間隙12の幅は10μm以下
であればよい。
以上のスクライブ工程での操作自体は、通常の
半導体素子製造に用いられているスクライブ工程
と全て同様であり、その自動化は容易である。但
し、スクライバの刃先が正確にAu電極膜の間隙
部を通るような精度でスクライブ工程を実施でき
るようにすることが必要であり、この精度という
点では従来の自動スクライバに比べてより高度な
ものが必要である。しかし現在の技術水準では誤
差1μm以下のX―Y可動ステージは格別の困難
なしに構成或いは入手できるので、上記スクライ
ブ工程の自動化は容易である。
第2図における線13は上記スクライブ工程に
よつて形成された結晶表面の傷を示している。こ
こに示されるように、スクライブ傷13は、スト
ライプ領域6上ではAu膜11の存在により形成
されないので、スクライブ傷13から延びる微小
クラツクは発光領域までは達しない。この様子は
第4図に示す通りである。スクライバ20の刃先
によつて結晶面に傷が付いた部分では、微小な無
数のクラツク21が基板内部へ向つて形成され
る。厳密に見れば、個々の微小クラツク21は殆
んどのものが(110)面に沿つて形成されている
が、各々は幅数μmの傷全体に亘つて異なる
(110)面を表出するように形成される。そのた
め、微小クラツク21が入つた領域では劈開面に
数μmの高さの激しい凹凸が見られることにな
る。しかし、Au電極11の間隙部下ではスクラ
イブ傷は形成されず、その下のストライプ領域6
直下の発光領域3′部分では、上記したようなク
ラツクが及ぶことはない。
こうしてスクライブ工程が完了したなら、可撓
性のゴムシート等の基台上でウエハ背面よりロー
ラーを押付けるなどして、ウエハをスクライブ線
13と直交する方向に撓ませ、それによりスクラ
イブ線13に沿つてクラツキングする。これによ
りウエハはスクライブ線13に沿い劈開分割され
るが、Au電極11の間隙12部分においては、
スクライブ線13の延長線に沿つた唯一の
(110)面を表出するよう劈開が生じるので、この
部分での劈開面は極めて優れた平担性を呈するこ
とになる。そしてAu電極膜11は始めから分離
されたパターンとなつているから、クラツキング
工程直後に各素子がAu膜で連結された状態とな
ることは全くない。従つてAu電極膜を以上の工
程後に切断する必要はなく、このような工程に伴
う不良発生の恐れも皆無である。
以上の方法によつてレーザ素子製造のための劈
開を実施したところ、レーザ発振特性は従来のカ
ミソリによる手作業で劈開した素子と何ら変わり
ないものが得られ、一方寸法再現性に関しては、
設計共振器長300μmの素子を製作した場合、従
来法では300μm±5μmの素子は高々1/3にしか
過ぎないのに対し、本発明の方法による素子は
300本以上の素子アレイを作成しても全数がこの
範囲内の共振器長を有していた。また、Au電極
の局部的剥離のような不良品発生は皆無であつ
た。尚、スクライブによる傷はスクライブ線全長
の1/3程度以上の長さに亘つて形成されていれ
ば、劈開は予定線に沿つてのみ生じることが確認
されている。
以上説明から明らかなように、本発明によれば
作業能率及び寸法再現性に優れ、自動化も容易で
あり、更に放熱等を目的として金属電極膜を設け
た場合であつてもその素子間の分離は完壁になさ
れ、不良発生の恐れも全くないという実用上極め
て優れた効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は半導体レーザ素子の構造を例示する斜
視図、第2図は本発明実施例の工程を説明するた
めの半導体レーザ素子用ウエハの斜視図、第3図
及び第4図は本発明実施例におけるスクライブ工
程中の状態を示すウエハの部分断面図である。 1…半導体基板、2,3,4,5…エピタキシ
ヤル層、6…ストライプ状拡散層、11…Au電
極膜、12…微小間隙、13…スクライブ線、2
0…スクライバ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体ウエハに複数の半導体レーザ素子のた
    めのストライプ状の発光領域を形成し、該ストラ
    イプの長手方向に直交するスクライブ予定線上の
    該発光領域上を覆う部分に微小間隙を有する電極
    膜を該スクライブ予定線上を除く前記半導体ウエ
    ハ表面の該発光領域上に形成し、前記電極膜の微
    小間隙部分でスクライバの刃先を前記半導体ウエ
    ハの結晶表面に到達させずに前記スクライブ予定
    線に沿つて前記微小間隙部分を除く半導体ウエハ
    表面にスクライバの刃先により傷を付けてスクラ
    イブを行つた後、前記半導体ウエハを前記スクラ
    イブ予定線に沿つて劈開することを特徴とする半
    導体レーザ素子の製造方法。
JP55143111A 1980-10-14 1980-10-14 Manufacture of semiconductor laser element Granted JPS5766688A (en)

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JPS5766688A JPS5766688A (en) 1982-04-22
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0834337B2 (ja) * 1990-04-02 1996-03-29 シャープ株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
US5629233A (en) * 1996-04-04 1997-05-13 Lucent Technologies Inc. Method of making III/V semiconductor lasers

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5079287A (ja) * 1973-11-10 1975-06-27
JPS5193174A (ja) * 1975-02-12 1976-08-16
JPS5350392U (ja) * 1976-10-01 1978-04-27

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