WO2010137511A1 - 窒化物系半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents

窒化物系半導体レーザ素子の製造方法 Download PDF

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WO2010137511A1
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nitride
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啓史 口野
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三洋電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a nitride semiconductor laser device, and more particularly to a method for manufacturing a nitride semiconductor laser device using a substrate made of a nitride semiconductor.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a schematic structure of a semiconductor laser device formed by using a nitride semiconductor laser device manufacturing method according to a conventional example.
  • FIG. 8 is a plan view showing the structure of a substrate used for manufacturing the semiconductor laser device according to the conventional example shown in FIG.
  • FIGS. 9 and 10 are plan views showing structures in the course of manufacturing the semiconductor laser device according to the conventional example shown in FIG.
  • a conventional semiconductor laser device 110 includes a substrate 101 made of a nitride semiconductor, a semiconductor layer 102 formed on the substrate 101, and a current block layer formed on the semiconductor layer 102. 103, a top electrode 104 formed in a predetermined region on the current blocking layer 103, and a back electrode 105 formed over the entire back surface of the substrate 101.
  • Defect concentration regions 120 are formed at the ends of the substrate 101 and the semiconductor layer 102 in the A direction.
  • the semiconductor layer 102 is formed with an optical waveguide (ridge portion) 102a extending in the B direction (direction orthogonal to the A direction).
  • a plurality of defect concentration regions 120 extend in the B direction at a pitch (P101) of about 400 ⁇ m in the A direction on the substrate (wafer) 101 used for manufacturing the semiconductor laser device 110. It is formed as follows.
  • defect concentration regions 120 By providing a plurality of defect concentration regions 120 on the substrate 101, it is possible to reduce crystal defects in a region between adjacent defect concentration regions 120. For this reason, by forming the optical waveguide 102a (see FIG. 7) in the region between the adjacent defect concentration regions 120, it is possible to suppress degradation of the device characteristics of the semiconductor laser device 110.
  • two or three semiconductor laser elements 110 are formed between adjacent defect concentration regions 120.
  • the width W101 in the A direction of the semiconductor laser elements 110 is set to about 200 ⁇ m.
  • the optical waveguide 102a is formed at a position shifted inward by a distance of W102 from the center line L101 of the semiconductor laser element 110.
  • the width W111 in the A direction of the semiconductor laser elements 110 (110a, 110c) on both sides is set.
  • the width W112 in the A direction of the central semiconductor laser element 110 (110b) is formed to be about 100 ⁇ m.
  • the optical waveguide 102a is formed at a position shifted inward by a distance of W113 from the center line L111 of the semiconductor laser element 110.
  • the optical waveguide 102a is formed at a position on the center line L112 of the semiconductor laser element 110.
  • the semiconductor laser device 110 As in the semiconductor laser device 110 according to the conventional example, two or three semiconductor laser devices 110 are formed between the adjacent defect concentration regions 120, thereby providing one between the adjacent defect concentration regions 120. Compared with the case where the semiconductor laser element 110 is formed, the number of the semiconductor laser elements 110 can be increased. Thereby, the productivity of the semiconductor laser device 110 can be improved.
  • Patent Document 1 A method for forming two semiconductor laser elements between adjacent defect concentration regions is disclosed in, for example, Patent Document 1.
  • the substrate 101 on which the defect concentration region 120 is formed as used in the manufacture of the semiconductor laser device 110 there are several tens of ⁇ m in the A direction between adjacent defect concentration regions 120.
  • a high resistance region 101a (hatched region in FIG. 8) having a width of up to several hundred ⁇ m is formed.
  • the high resistance region 101a is formed so as to straddle the center line L121 between the adjacent defect concentration regions 120.
  • the high resistance region 101a is a region where the impurity concentration is lower than the set value, and when the optical waveguide 102a is formed in the high resistance region 101a, the device characteristics of the semiconductor laser device 110 are likely to deteriorate.
  • the optical waveguide 102a is placed on the center line L121 between the adjacent defect concentration regions 120 as shown in FIG. If it is formed at the position, there is a problem that the element characteristics of the semiconductor laser element 110 may deteriorate.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a nitride-based semiconductor capable of suppressing deterioration in device characteristics while improving productivity. It is providing the manufacturing method of a laser element.
  • a method of manufacturing a nitride-based semiconductor laser device includes a plurality of defect concentration regions arranged at a pitch of about 400 ⁇ m in a first direction and extending in a second direction orthogonal to the first direction.
  • Preparing a substrate made of a nitride-based semiconductor having a plurality of optical waveguides extending in the second direction on the substrate, forming a semiconductor layer made of a nitride-based semiconductor having a plurality of optical waveguides in the second direction, and in the first direction A step of forming a semiconductor layer, and a step of forming a plurality of nitride semiconductor laser elements by performing a second division along a second direction.
  • a step of performing the second division includes a step of forming the distance between the first center line and the second center line of the central optical waveguide in the first direction to be 5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • a step of performing the second division so that the widths of the nitride-based semiconductor laser elements in the first direction are substantially the same.
  • adjacent steps are formed by forming three optical waveguides between adjacent defect concentration regions on the substrate. Compared with the case where one or two optical waveguides are formed between the defect concentration regions, the number of nitride-based semiconductor laser elements can be increased. Thereby, the productivity of the nitride semiconductor laser element can be improved.
  • the central optical waveguide is replaced with an adjacent defect.
  • the first center line between the concentrated regions and the second center line of the central optical waveguide are formed so that the distance in the first direction is not less than 5 ⁇ m and not more than 30 ⁇ m.
  • the second direction is such that the widths of the plurality of nitride semiconductor laser elements in the first direction are substantially the same. By performing this division, it is possible to make the plurality of nitride semiconductor laser elements have substantially the same size.
  • the optical waveguide in the step of forming the optical waveguide, is arranged in a first direction from a third center line of the defect concentration region to be 50 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less. Forming a position at a distance. In this way, the optical waveguide is formed at a position away from the defect concentration region by forming the optical waveguide at a position separated from the third central line of the defect concentration region by a distance of 50 ⁇ m or more in the first direction. be able to. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of crystal defects in the optical waveguide.
  • the optical waveguide is formed at a position separated from the third center line of the defect concentration region by a distance of 120 ⁇ m or less in the first direction, so that the optical waveguide is disposed at the end of the nitride-based semiconductor laser device. Can be suppressed. As a result, it is possible to further suppress degradation of element characteristics of the nitride-based semiconductor laser element.
  • the optical waveguide in the step of forming the optical waveguide, has a distance of 50 ⁇ m or less in a first direction from a division position where the second division is performed. Forming at spaced locations. If comprised in this way, it can suppress that an optical waveguide is arrange
  • a bonding wire metal wire
  • the center optical waveguide of three optical waveguides is the 1st center of adjacent defect concentration area
  • the first semiconductor layer is formed on the semiconductor layer so as to correspond to each of the plurality of nitride-based semiconductor laser devices.
  • the method further includes forming a plurality of first electrode layers having a width of 80 ⁇ m or more in one direction. With this configuration, it is possible to prevent the first electrode layer from becoming smaller. For example, in the case of confirming the operation of the nitride-based semiconductor laser device, wire bonding is performed on the probing region or the first electrode layer. It is possible to suppress a reduction in the bonding area when performing the above.
  • the step of performing the first division includes a plurality of steps extending in the first direction on the substrate at a pitch of about 400 ⁇ m in the first direction. Including a step of forming a separation groove and a step of performing a first division along the plurality of separation grooves, and the fourth center line of the separation grooves adjacent to each other in the first direction is first from the first center line. It is arranged at a position separated by a predetermined distance in the direction of. If comprised in this way, a some isolation
  • the separation groove Since debris (processed deposit) generated when forming the separation groove is scattered in the first direction with respect to the separation groove, the separation groove is formed in a state shifted from the defect concentration region as described above. Thereby, it can suppress that a debris (working deposit) accumulates on an optical waveguide. In the part where debris is accumulated, bending may occur during the division. Therefore, by suppressing the deposition of debris (processed deposits) on the optical waveguide, the split surface of the optical waveguide (resonance) It is possible to suppress the occurrence of bending on the instrument end face. Thereby, it can suppress more that the element characteristic of a nitride semiconductor laser element falls.
  • a plurality of nitride-based semiconductor laser devices are respectively formed on the semiconductor layer so as to correspond to the plurality of nitride-based semiconductor laser devices.
  • Each of the second electrode layers is formed in any one shape of the third electrode pattern or the fourth electrode pattern.
  • the combination of the electrode patterns of the first electrode layer and the second electrode layer can be changed for each of the three (three types) nitride-based semiconductor laser elements respectively corresponding to the three optical waveguides.
  • any portion between adjacent defect concentration regions from the combination of the electrode patterns of the first electrode layer and the second electrode layer It can be easily discriminated whether the element is a nitride semiconductor laser element.
  • nitride-based semiconductor laser device capable of suppressing degradation of device characteristics while improving productivity.
  • FIG. 2 is a front view showing a schematic structure of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1. It is the top view which showed the structure of the board
  • FIG. 8 is a plan view showing the structure of a substrate used for manufacturing the semiconductor laser device according to the conventional example shown in FIG. 7.
  • FIG. 8 is a plan view showing a structure when two semiconductor laser elements are formed between adjacent defect concentration regions in the manufacturing process of the semiconductor laser element according to the conventional example shown in FIG. 7.
  • FIG. 8 is a plan view showing a structure in the case where three semiconductor laser elements are formed between adjacent defect concentration regions in the manufacturing process of the semiconductor laser element according to the conventional example shown in FIG. 7.
  • the semiconductor laser element 10 is an example of the “nitride semiconductor laser element” in the present invention.
  • a semiconductor laser device 10 is formed on a substrate 1 made of a nitride semiconductor, a semiconductor layer 2 formed on the substrate 1, and a semiconductor layer 2.
  • a current blocking layer 3, a top electrode 4 formed on the current blocking layer 3, and a back electrode 5 formed on the back surface of the substrate 1 are provided.
  • the upper electrode 4 is shown in a rectangular shape for simplification.
  • the top electrode 4 is an example of the “first electrode layer” in the present invention
  • the back electrode 5 is an example of the “second electrode layer” in the present invention.
  • the semiconductor laser element 10 has a defect concentration region 20 formed at one end (A1 direction side) of the substrate 1 and the semiconductor layer 2 (a semiconductor laser element 10a described later). ), Those in which the defect concentration region 20 is not formed in the substrate 1 and the semiconductor layer 2 (a semiconductor laser element 10b to be described later), and defects concentrated on the other side (A2 direction side) of the substrate 1 and the semiconductor layer 2 In some cases, the region 20 is formed (a semiconductor laser element 10c described later).
  • the defect concentration region 20 has a width of about 15 ⁇ m in the A direction (first direction).
  • the defect concentration region 20 is a region having more crystal defects than other regions. Then, by concentrating crystal defects in the defect concentration region 20, crystal defects in regions other than the defect concentration region 20 are reduced.
  • the substrate 1 (semiconductor laser element 10) is formed to have a width of about 133 ⁇ m to about 134 ⁇ m in the A direction, and in the B direction (direction orthogonal to the A direction) (first direction). 2) and has a length of about 300 ⁇ m.
  • the semiconductor layer 2 includes an optical waveguide (ridge portion) 2a extending in the B direction.
  • the optical waveguide 2a is formed to have a width of about 3 ⁇ m in the A direction.
  • the optical waveguide 2a has a distance W1 in the A direction between the center line L1 of the semiconductor laser element 10 and the center line L2 of the optical waveguide 2a, for example, about 5 ⁇ m or more and about 30 ⁇ m. In the following, it is preferably formed to have a thickness of about 15 ⁇ m to about 30 ⁇ m, more preferably about 20 ⁇ m to about 30 ⁇ m.
  • the optical waveguide 2a is formed at a position separated from the end face in the A2 direction of the semiconductor laser element 10 by a distance W2 of about 50 ⁇ m or less (for example, about 37.5 ⁇ m to about 44.5 ⁇ m) in the A1 direction.
  • a metal layer (not shown) or the like may be formed on the optical waveguide 2a.
  • the current blocking layer 3 is disposed so as to cover the semiconductor layer 2.
  • An opening (not shown) is formed in a predetermined region on the optical waveguide 2 a of the current blocking layer 3, and the upper surface electrode 4 is connected to the semiconductor layer 2 via the opening (not shown) of the current blocking layer 3. Is electrically connected.
  • the upper surface electrode 4 is formed to have a width of about 80 ⁇ m in the A direction. Further, as shown in FIG. 1, the upper surface electrode 4 is formed to have a length of about 260 ⁇ m in the B direction, and from the end surface (cleaved surface 11 to be described later) of the semiconductor laser element 10 in the B direction. They are arranged at a distance of about 20 ⁇ m.
  • the upper surface electrode 4 is arranged such that the distance W3 in the A direction between the center line L3 of the upper surface electrode 4 and the center line L2 of the optical waveguide 2a is about 20 ⁇ m.
  • the upper surface electrode 4 functions as a probing region where a probe needle (not shown) is contacted when the operation of the semiconductor laser element 10 is confirmed.
  • the upper surface electrode 4 functions as a bonding region to which a bonding wire (metal wire) (not shown) is connected in a wire bonding process for electrical connection with the outside.
  • the upper surface electrode 4 is arranged so that the distance W3 in the A direction between the center line L3 of the upper surface electrode 4 and the center line L2 of the optical waveguide 2a is about 20 ⁇ m. It is possible to suppress the central portion of the optical waveguide 2a from being centered. Thereby, since it is possible to suppress a load from being applied to the optical waveguide 2a, it is possible to suppress damage to the optical waveguide 2a.
  • the back electrode 5 is formed to have substantially the same size as the top electrode 4. That is, the back electrode 5 is formed to have a width of about 80 ⁇ m in the A direction and to have a length of about 260 ⁇ m in the B direction (see FIG. 1). The back electrode 5 is disposed at a position substantially directly below the top electrode 4.
  • cleaved surfaces (resonator end surfaces) 11 are formed at both ends of the semiconductor laser element 10 in the B direction.
  • the cleavage plane 11 is formed to be orthogonal to the optical waveguide 2a.
  • a reflective film (not shown) is formed on the cleavage plane 11.
  • a stepped portion 11a for performing cleavage (first division) described later is formed on the cleavage surface 11.
  • the step portion 11 a has a depth of several tens of ⁇ m and is formed to reach the substrate 1. Further, the step portion 11a is formed to have a length in the A direction of, for example, about 60 ⁇ m from the end portion in the A1 direction.
  • the step portion 11a is not formed on the cleavage surface 11 of the semiconductor laser elements 10b and 10c described later.
  • the defect concentration region 20 has a width W4 of about 30 ⁇ m in the A direction and is formed to extend in the B direction.
  • a high resistance region 1 a (hatching region in FIG. 3) having a width of several tens ⁇ m to several hundreds ⁇ m in the A direction is formed between adjacent defect concentration regions 20.
  • the high resistance region 1a is formed so as to straddle the center line L11 between the adjacent defect concentration regions 20.
  • the center line L11 is an example of the “first center line” in the present invention.
  • a semiconductor layer 2 made of a nitride semiconductor having a plurality of optical waveguides (ridge portions) 2 a extending in the B direction is formed on the substrate 1.
  • FIG. 5 and FIG. 6 to be described later indicate positions to be divided for each element (for each semiconductor laser element 10).
  • the current blocking layer 3 is not shown.
  • a region formed on the defect concentration region 20 with many crystal defects in the substrate 1 in the semiconductor layer 2 becomes a defect concentration region 20 with many crystal defects.
  • three optical waveguides 2a are formed between adjacent defect concentration regions 20 on the substrate 1.
  • the optical waveguide 2 a on the A1 direction side is the center line L 21 of the optical waveguide 2 a and the center of the defect concentration region 20.
  • a distance W11 in the A direction with respect to the line L31 is formed to be about 94 ⁇ m. That is, the optical waveguide 2a is formed at a position separated from the center line L31 of the defect concentration region 20 by a distance of about 92.5 ⁇ m (from 50 ⁇ m to 120 ⁇ m) in the A direction. Therefore, the center line L21 of the optical waveguide 2a is disposed at a position separated from the separation position L41 (end face of the semiconductor laser device 10) by a distance W12 of about 39 ⁇ m (50 ⁇ m or less) in the A direction.
  • the central optical waveguide 2 a is an A between the center line L 22 of the optical waveguide 2 a and the center line L 31 of the defect concentration region 20.
  • the direction distances W13a and W13b are formed to be about 220 ⁇ m and about 180 ⁇ m, respectively.
  • the center line L22 is an example of the “second center line” in the present invention.
  • the center line L22 of the optical waveguide 2a is located at a distance W14 of about 20.5 ⁇ m (5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less) in the A direction from the center line L11 between the adjacent defect concentration regions 20. Placed in.
  • the center line L22 of the optical waveguide 2a is disposed at a position separated from the separation position L42 (end face of the semiconductor laser device 10) by a distance W15 of about 46 ⁇ m (50 ⁇ m or less) in the A direction.
  • the optical waveguide 2a on the A2 direction side includes the center line L23 of the optical waveguide 2a and the center line L31 of the defect concentration region 20.
  • the distance W16 in the A direction is about 94 ⁇ m. That is, the optical waveguide 2a is formed at a position separated from the center line L31 of the defect concentration region 20 by a distance of about 92.5 ⁇ m (from 50 ⁇ m to 120 ⁇ m) in the A direction.
  • the center line L23 of the optical waveguide 2a is disposed at a position separated by a distance W17 of about 40 ⁇ m (50 ⁇ m or less) in the A direction from the separation position L42 (an end face of the semiconductor laser device 10).
  • the center line L31 is an example of the “third center line” in the present invention.
  • a metal layer (not shown) or the like is formed on the optical waveguide 2a.
  • a current blocking layer 3 is formed so as to cover the semiconductor layer 2. Thereafter, an opening (not shown) is formed in a predetermined region of the current blocking layer 3 on the optical waveguide 2a.
  • a plurality of upper surface electrodes 4 are formed in a predetermined region on the current block layer 3 so as to cover an opening (not shown) of the current block layer 3.
  • one upper surface electrode 4 is formed for each region to be the semiconductor laser element 10. Further, the upper surface electrode 4 is formed to have a width of about 80 ⁇ m in the A direction. At this time, the upper surface electrode 4 is arranged such that a distance W21 in the A direction between the center line L3 of the upper surface electrode 4 and the center line L2 (L21, L22, L23) of the optical waveguide 2a is about 20 ⁇ m. Further, the upper surface electrode 4 is formed to have a length of about 260 ⁇ m in the B direction at a distance of about 20 ⁇ m from the cleavage position L51 (the cleavage surface 11 of the semiconductor laser element 10).
  • the upper surface electrode 4a on the A1 direction side and the upper surface electrode 4b on the center are formed in the electrode pattern Q1 having the same shape.
  • the upper surface electrode 4c on the A2 direction side is formed in an electrode pattern Q2 having a shape different from the electrode pattern Q1. That is, the three upper surface electrodes 4 arranged between adjacent defect concentration regions 20 are formed in two types of electrode patterns.
  • the shape of the electrode pattern of the upper surface electrode 4 is not limited to the shape shown in FIG.
  • the electrode pattern Q1 is an example of the “first electrode pattern” and the “third electrode pattern” in the present invention.
  • the electrode pattern Q2 is an example of the “second electrode pattern” and the “fourth electrode pattern” in the present invention.
  • a plurality of back surface electrodes 5 are formed in a predetermined region on the back surface of the substrate 1.
  • the back electrode 5 is formed to have a width of about 80 ⁇ m in the A direction and to have a length of about 260 ⁇ m in the B direction. Then, the back electrode 5 is formed at a position substantially directly below the top electrode 4.
  • the back electrode 5a on the A1 direction side among the three back electrodes 5 arranged between the adjacent defect concentration regions 20 is formed in the electrode pattern Q1.
  • the center back electrode 5b and the back electrode 5c on the A2 direction side have an electrode pattern Q2 having a shape different from the electrode pattern Q1.
  • the three back surface electrodes 5 disposed between the adjacent defect concentration regions 20 are formed in two types of electrode patterns.
  • the two types of electrode patterns Q1 and Q2 of the back electrode 5 have substantially the same shape as the two types of electrode patterns Q1 and Q2 of the top electrode 4, respectively.
  • the back electrode 5 is not formed on the entire back surface of the substrate 1, unlike the case where the back electrode 5 is formed on the entire back surface of the substrate 1, a process of performing the division described later is performed. Prior to this, it is not necessary to remove the portion of the back electrode 5 on the dividing position using a laser. For this reason, unlike the case where the portion on the division position of the back electrode 5 is removed using a laser, debris (processed deposit) is not deposited on the back electrode 5. Thereby, it is possible to suppress the formation of the reflective film on the back electrode 5 in the step of forming a reflective film (not shown) on the cleavage plane 11 described later.
  • cleavage groove 11b is an example of the “separation groove” in the present invention.
  • a plurality of cleavage grooves 11b are formed to extend in the A direction at a pitch of about 400 ⁇ m in the A direction.
  • the plurality of cleavage grooves 11b are formed to have a depth of several tens of ⁇ m and a length of about 60 ⁇ m in the A direction.
  • the cleavage groove is such that the distance W21 in the A direction between the center line L61 between the cleavage grooves 11b adjacent in the A direction and the center line L11 between the adjacent defect concentration regions 20 is about 30 ⁇ m. 11b is formed. Therefore, the cleavage groove 11b is formed with a length of about 60 ⁇ m in the A2 direction from the center line L31 of the defect concentration region 20.
  • the center line L61 is an example of the “fourth center line” in the present invention.
  • the cleaving groove 11b is formed by laser processing from the A2 direction side toward the A1 direction side. For this reason, the debris (processed deposit) at the time of forming the cleavage groove 11b scatters in the A1 direction and accumulates on the cleavage position L51.
  • the cleavage groove 11b is formed so that the distance W21 in the A direction between the center line L61 between the adjacent cleavage grooves 11b and the center line L11 between the adjacent defect concentration regions 20 is about 30 ⁇ m. Since they are formed, debris (processed deposit) does not reach the optical waveguide 2a and does not accumulate on the optical waveguide 2a.
  • the substrate (wafer) 1 is cleaved (first division) along the plurality of cleavage grooves 11b (cleavage position L51).
  • the cleavage groove 11b becomes the step portion 11a (see FIG. 1), and the substrate (wafer) 1 is formed in a bar shape extending in the A direction.
  • a plurality of bar-shaped substrates (wafers) 1 are overlapped to form a reflective film (not shown) on the cleavage plane 11.
  • the substrate (wafer) 1 is separated (second division) along the B direction at division positions L41, L42, and L43, whereby a plurality of semiconductor laser elements 10 are formed.
  • the separation position L43 is the same position as the center line L31 of the defect concentration region 20.
  • the separation position L41 is a position separated from the separation position L43 by about 133 ⁇ m in the A2 direction.
  • the separation position L42 is a position separated by about 133 ⁇ m in the A2 direction from the separation position L41 and a position separated by about 134 ⁇ m in the A1 direction from the separation position L43.
  • the semiconductor laser elements 10a, 10b, and 10c are formed to have substantially the same outer shape, the semiconductor laser elements 10 (10a, 10b, 10c) are located between the defect concentration regions 20 when separated from each other. It is difficult to discriminate from the outer shape whether the element (semiconductor laser element 10) is formed in the portion. Therefore, in the present embodiment, the semiconductor laser element 10 (10a, 10b, 10c) is formed in any part between the defect concentration regions 20 by recognizing the electrode pattern using a recognition device (not shown). It is determined whether the device is a semiconductor device (semiconductor laser device 10).
  • the recognition device when a recognition device (not shown) that can recognize only two types of electrode patterns (Q1 and Q2) is used, the semiconductor laser elements 10a and 10b, the semiconductor laser element 10c, On the other hand, it is difficult to distinguish between the semiconductor laser element 10a and the semiconductor laser element 10b.
  • the recognition device since the electrode pattern (Q1) of the back electrode 5 of the semiconductor laser element 10a is different from the electrode pattern (Q2) of the back electrode 5 of the semiconductor laser element 10b, the recognition device has two types of electrodes. Even when only the patterns (Q1 and Q2) can be recognized, it is possible to discriminate between the semiconductor laser element 10a and the semiconductor laser element 10b by recognizing the electrode patterns of the top electrode 4 and the back electrode 5. .
  • the present embodiment by forming the three optical waveguides 2a between adjacent defect concentration regions 20 on the substrate 1, one or two adjacent defect concentration regions 20 are formed. Compared with the case where two optical waveguides 2a are formed, the number of semiconductor laser elements 10 can be increased. Thereby, the productivity of the semiconductor laser device 10 can be improved.
  • the central optical waveguide 2a is replaced with the center line L22 of the central optical waveguide 2a. It is formed so that the distance in the A direction between the adjacent defect concentration regions 20 and the center line L11 is 20 ⁇ m or more. Thereby, the central optical waveguide 2a can be prevented from being formed on the high resistance region 1a of the substrate 1, or the central optical waveguide 2a is formed on the high resistance region 1a. In addition, the central optical waveguide 2a can be prevented from being formed on the central portion of the high resistance region 1a. Thereby, it can suppress that the element characteristic of the semiconductor laser element 10 falls.
  • the optical waveguide 2a is formed at a position separated from the center line L31 of the defect concentration region 20 by a distance of 90 ⁇ m or more in the A direction. It can be formed at a position away from the region 20. Thereby, since it can suppress that a crystal defect arises in the optical waveguide 2a, it can suppress more that the element characteristic of the semiconductor laser element 10 falls.
  • the optical waveguide 2a is formed at a position separated from the division position (L41, L42, L43) by a distance of 50 ⁇ m or less in the A direction, so that the optical waveguide 2a is a semiconductor laser. Arrangement at the center of the element 10 can be suppressed. Thereby, the upper surface electrode 4 and the optical waveguide 2a formed on the optical waveguide 2a (semiconductor layer 2) can be formed in a state shifted in the A direction. For this reason, for example, when checking the operation of the semiconductor laser element 10, when a probe needle is brought into contact with the upper surface electrode 4 or when wire bonding is performed on the upper surface electrode 4, a bonding wire (metal wire) is attached to the upper surface electrode 4.
  • a bonding wire metal wire
  • the central optical waveguide 2a of the three optical waveguides 2a is the center between adjacent defect concentration regions 20 Formation on the line L11 can be easily suppressed.
  • the plurality of upper surface electrodes 4 are formed so as to have a width of 80 ⁇ m or more in the A direction. As a result, it is possible to prevent the upper surface electrode 4 from becoming smaller. For example, the probing region when confirming the operation of the semiconductor laser element 10 and the bonding region when performing wire bonding on the upper surface electrode 4 are small. It can be suppressed.
  • the center line L61 between the cleavage grooves 11b adjacent in the A direction is separated from the center line L11 between the adjacent defect concentration regions 20 by a distance W21 of about 30 ⁇ m in the A2 direction. Place it at the specified position.
  • the plurality of cleavage grooves 11b are formed in a state shifted from the defect concentration region 20 in the A2 direction. Since debris (processed deposits) generated when the cleavage groove 11b is formed is scattered in the A1 direction with respect to the cleavage groove 11b, the cleavage groove 11b is formed in the A2 direction with respect to the defect concentration region 20 as described above.
  • the top electrode 4 and the back electrode 5 Change the electrode pattern combination.
  • the recognition device can store only two types of electrode patterns in the subsequent process, from the combination of the electrode patterns (Q1 and Q2) of the top electrode 4 and the back electrode 5 after being divided, It is possible to easily determine in which portion (semiconductor laser element 10) the element is formed between adjacent defect concentration regions 20 (semiconductor laser element 10).
  • the length, width, and distance shown in the above embodiment are examples, and are not limited to the numerical values in the above embodiment.
  • the said embodiment demonstrated the example which made two types of electrode patterns of an upper surface electrode, and two types of electrode patterns of a back surface electrode the same shape, this invention is not limited to this, Two types of upper surface electrodes
  • the electrode pattern and the two types of electrode patterns of the back electrode may have different shapes.
  • the upper surface electrode and At least one of the back electrodes may be formed in three types of electrode patterns. Moreover, you may form all of an upper surface electrode and a back surface electrode in one type of electrode pattern.

Abstract

【課題】生産性を向上させながら、素子特性が低下するのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を提供する。 【解決手段】この半導体レーザ素子１０の製造方法は、基板１上の、Ａ方向に略４００μｍのピッチＰ１で配置される欠陥集中領域２０同士の間に、３つの光導波路２ａを形成する工程と、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に形成される３つの光導波路２ａのうち、中央の光導波路２ａを、欠陥集中領域２０同士の中心線Ｌ１１と光導波路２ａの中心線Ｌ２２とのＡ方向の距離が５μｍ以上３０μｍ以下になるように形成する工程とを備える。

Description

窒化物系半導体レーザ素子の製造方法
　この発明は、窒化物系半導体レーザ素子の製造方法に関し、特に、窒化物系半導体からなる基板を用いた窒化物系半導体レーザ素子の製造方法に関する。
　従来、窒化物系半導体からなる基板を用いた窒化物系半導体レーザ素子の製造方法が知られている。
　図７は、従来の一例による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を用いて形成された半導体レーザ素子の概略的な構造を示した斜視図である。図８は、図７に示した従来の一例による半導体レーザ素子の製造に用いる基板の構造を示した平面図である。図９および図１０は、図７に示した従来の一例による半導体レーザ素子の製造途中の構造を示した平面図である。
　従来の一例による半導体レーザ素子１１０は、図７に示すように、窒化物系半導体からなる基板１０１と、基板１０１上に形成された半導体層１０２と、半導体層１０２上に形成された電流ブロック層１０３と、電流ブロック層１０３上の所定領域に形成された上面電極１０４と、基板１０１の裏面上の全域に形成された裏面電極１０５とを備えている。
　基板１０１および半導体層１０２のＡ方向の端部には、欠陥集中領域１２０が形成されている。また、半導体層１０２には、Ｂ方向（Ａ方向と直交する方向）に延びる光導波路（リッジ部）１０２ａが形成されている。
　また、図８に示すように、半導体レーザ素子１１０の製造に用いられる基板（ウェハ）１０１には、複数の欠陥集中領域１２０が、Ａ方向に約４００μｍのピッチ（Ｐ１０１）で、Ｂ方向に延びるように形成されている。
　基板１０１に、複数の欠陥集中領域１２０を設けることによって、隣接する欠陥集中領域１２０同士の間の領域における結晶欠陥を低減することが可能である。このため、隣接する欠陥集中領域１２０同士の間の領域に光導波路１０２ａ（図７参照）を形成することにより、半導体レーザ素子１１０の素子特性が低下するのを抑制することが可能である。
　また、半導体レーザ素子１１０は、隣接する欠陥集中領域１２０同士の間に、２つまたは３つ形成される。
　具体的には、図９に示すように、隣接する欠陥集中領域１２０同士の間に、２つの半導体レーザ素子１１０を形成する場合、半導体レーザ素子１１０のＡ方向の幅Ｗ１０１を約２００μｍにしている。そして、光導波路１０２ａを、半導体レーザ素子１１０の中心線Ｌ１０１からＷ１０２の距離だけ内側にずらした位置に形成している。なお、図９および後述する図１０の２点鎖線は、素子毎（半導体レーザ素子１１０毎）に分割する際の分割位置を示している。また、図９および後述する図１０では、電流ブロック層１０３は図示していない。
　その一方、図１０に示すように、隣接する欠陥集中領域１２０同士の間に、３つの半導体レーザ素子１１０を形成する場合、両側の半導体レーザ素子１１０（１１０ａ、１１０ｃ）のＡ方向の幅Ｗ１１１を約１５０μｍに形成するとともに、中央の半導体レーザ素子１１０（１１０ｂ）のＡ方向の幅Ｗ１１２を約１００μｍに形成している。そして、両側の半導体レーザ素子１１０（１１０ａ、１１０ｃ）では、光導波路１０２ａを、半導体レーザ素子１１０の中心線Ｌ１１１からＷ１１３の距離だけ内側にずらした位置に形成している。また、中央の半導体レーザ素子１１０（１１０ｂ）では、光導波路１０２ａを、半導体レーザ素子１１０の中心線Ｌ１１２上の位置に形成している。
　従来の一例による半導体レーザ素子１１０のように、隣接する欠陥集中領域１２０同士の間に、２つまたは３つの半導体レーザ素子１１０を形成することによって、隣接する欠陥集中領域１２０同士の間に１つの半導体レーザ素子１１０を形成する場合に比べて、半導体レーザ素子１１０の取れ数を増加させることができる。これにより、半導体レーザ素子１１０の生産性を向上させることが可能である。
　なお、隣接する欠陥集中領域同士の間に、２つの半導体レーザ素子を形成する方法は、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２００８－６０５５５号公報
　ところで、半導体レーザ素子１１０の製造に用いられるような、欠陥集中領域１２０が形成された基板１０１では、図８に示すように、隣接する欠陥集中領域１２０同士の間に、Ａ方向に数十μｍ～数百μｍの幅を有する高抵抗領域１０１ａ（図８のハッチング領域）が形成されている。そして、この高抵抗領域１０１ａは、隣接する欠陥集中領域１２０同士の中心線Ｌ１２１上に跨るように形成されている。
　高抵抗領域１０１ａは、不純物濃度が設定値よりも低い領域であり、光導波路１０２ａを高抵抗領域１０１ａに形成した場合、半導体レーザ素子１１０の素子特性が低下しやすくなる。
　このため、隣接する欠陥集中領域１２０同士の間に３つの半導体レーザ素子１１０を形成する場合に、図１０に示したように、光導波路１０２ａを、隣接する欠陥集中領域１２０同士の中心線Ｌ１２１上の位置に形成すると、半導体レーザ素子１１０の素子特性が低下する場合があるという問題点がある。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、生産性を向上させながら、素子特性が低下するのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を提供することである。
　この発明の一の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法は、第１の方向に略４００μｍのピッチで配置されるとともに第１の方向と直交する第２の方向に延びる複数の欠陥集中領域を有する窒化物系半導体からなる基板を準備する工程と、基板上に、第２の方向に延びる複数の光導波路を有する窒化物系半導体からなる半導体層を形成する工程と、第１の方向に沿って第１の分割を行う工程と、第２の方向に沿って第２の分割を行うことにより、複数の窒化物系半導体レーザ素子を形成する工程とを備え、半導体層を形成する工程は、基板上の、隣接する欠陥集中領域同士の間に、３つの光導波路を形成する工程と、隣接する欠陥集中領域同士の間に形成される３つの光導波路のうち、中央の光導波路を、隣接する欠陥集中領域同士の第１中心線と中央の光導波路の第２中心線との第１の方向の距離が５μｍ以上３０μｍ以下になるように形成する工程とを含み、第２の分割を行う工程は、複数の窒化物系半導体レーザ素子の第１の方向の幅が互いに略同じ大きさになるように、第２の分割を行う工程を含む。
　この一の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、基板上の、隣接する欠陥集中領域同士の間に、３つの光導波路を形成する工程を設けることによって、隣接する欠陥集中領域同士の間に１つまたは２つの光導波路を形成する場合に比べて、窒化物系半導体レーザ素子の取れ数を多くすることができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子の生産性を向上させることができる。
　また、一の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、隣接する欠陥集中領域同士の間に形成される３つの光導波路のうち、中央の光導波路を、隣接する欠陥集中領域同士の第１中心線と中央の光導波路の第２中心線との第１の方向の距離が５μｍ以上３０μｍ以下になるように形成する。これにより、光導波路が基板の高抵抗領域上に形成されるのを抑制することができ、または、光導波路が高抵抗領域上に形成された場合であっても、光導波路が高抵抗領域の中央部上に形成されるのを抑制することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の素子特性が低下するのを抑制することができる。
　また、一の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、複数の窒化物系半導体レーザ素子の第１の方向の幅が互いに略同じ大きさになるように、第２の分割を行うことによって、複数の窒化物系半導体レーザ素子を、略同じ大きさの外形にすることができる。
　上記一の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、光導波路を形成する工程は、光導波路を、欠陥集中領域の第３中心線から第１の方向に５０μｍ以上１２０μｍ以下の距離を隔てた位置に形成する工程を含む。このように、光導波路を、欠陥集中領域の第３中心線から第１の方向に５０μｍ以上の距離を隔てた位置に形成することによって、光導波路を、欠陥集中領域から離れた位置に形成することができる。これにより、光導波路に結晶欠陥が生じるのを抑制することができる。また、光導波路を、欠陥集中領域の第３中心線から第１の方向に１２０μｍ以下の距離を隔てた位置に形成することによって、光導波路が窒化物系半導体レーザ素子の端部に配置されるのを抑制することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の素子特性が低下するのをより抑制することができる。
　上記一の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、光導波路を形成する工程は、光導波路を、第２の分割を行う分割位置から第１の方向に５０μｍ以下の距離を隔てた位置に形成する工程を含む。このように構成すれば、光導波路が窒化物系半導体レーザ素子の中央部に配置されるのを抑制することができる。これにより、光導波路（半導体層）上に形成される電極層と光導波路とを第１の方向にずらした状態で形成することができる。このため、例えば、窒化物系半導体レーザ素子の動作確認を行う場合にプローブ針を電極層に接触させる際や、電極層上にワイヤーボンディングを行う場合にボンディングワイヤー（金属線）を電極層に押圧する際などに、光導波路に負荷がかかるのを抑制することができる。これにより、光導波路が損傷するのを抑制することができる。また、光導波路が窒化物系半導体レーザ素子の中央部に配置されるのを抑制することができるので、３つの光導波路のうちの中央の光導波路が、隣接する欠陥集中領域同士の第１中心線上に形成されるのを、容易に抑制することができる。
　上記一の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、第１の分割を行う工程に先だって、複数の窒化物系半導体レーザ素子にそれぞれ対応するように、半導体層上に、第１の方向に８０μｍ以上の幅を有する複数の第１電極層を形成する工程をさらに備える。このように構成すれば、第１電極層が小さくなるのを抑制することができるので、例えば、窒化物系半導体レーザ素子の動作確認を行う場合のプロービング領域や、第１電極層上にワイヤーボンディングを行う場合のボンディング領域が小さくなるのを抑制することができる。
　上記一の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、第１の分割を行う工程は、基板に、第１の方向に略４００μｍのピッチで、第１の方向に延びる複数の分離溝を形成する工程と、複数の分離溝に沿って第１の分割を行う工程とを含み、第１の方向に隣接する分離溝同士の第４中心線は、第１中心線から第１の方向に所定の距離を隔てた位置に配置される。このように構成すれば、複数の分離溝は、欠陥集中領域に対して第１の方向にずれた状態で形成されることになる。分離溝を形成する際に生じるデブリ（加工堆積物）は、分離溝に対して第１の方向に飛散するので、上記のように、分離溝を欠陥集中領域に対してずれた状態で形成することにより、デブリ（加工堆積物）が光導波路上に堆積するのを抑制することができる。デブリが堆積した部分では、分割の際に曲がりを生じる場合があるので、デブリ（加工堆積物）が光導波路上に堆積するのを抑制することにより、分割の際に光導波路の分割面（共振器端面）に曲がりが生じるのを抑制することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子の素子特性が低下するのをより抑制することができる。
　上記一の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、第１の分割を行う工程に先だって、複数の窒化物系半導体レーザ素子にそれぞれ対応するように、半導体層上に複数の第１電極層を形成する工程と、基板の裏面上に複数の第２電極層を形成する工程とをさらに備え、第１電極層の各々は、第１の電極パターンまたは第２の電極パターンのいずれか一方の形状に形成され、第２電極層の各々は、第３の電極パターンまたは第４の電極パターンのいずれか一方の形状に形成される。このように構成すれば、第１電極層を２種類の電極パターンに形成することができるとともに、第２電極層も２種類の電極パターンに形成することができるので、第１電極層と第２電極層との電極パターンの組合せは３種類以上（４種類）になる。これにより、３つの光導波路にそれぞれ対応する３つ（３種類）の窒化物系半導体レーザ素子毎に、第１電極層と第２電極層との電極パターンの組合せを変えることができる。その結果、複数の素子（窒化物系半導体レーザ素子）に分割された後においても、第１電極層と第２電極層との電極パターンの組合せから、隣接する欠陥集中領域同士の間のどの部分に形成された素子（窒化物系半導体レーザ素子）であるかを、容易に判別することができる。
　以上のように、本発明によれば、生産性を向上させながら、素子特性が低下するのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を容易に得ることができる。
本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を用いて形成された半導体レーザ素子の概略的な構造を示した斜視図である。 図１に示した本発明の一実施形態による半導体レーザ素子の概略的な構造を示した正面図である。 図１に示した本発明の一実施形態による半導体レーザ素子の製造に用いる基板の構造を示した平面図である。 図１に示した本発明の一実施形態による半導体レーザ素子の製造工程を説明するための平面図である。 図１に示した本発明の一実施形態による半導体レーザ素子の製造工程を説明するための平面図である。 図１に示した本発明の一実施形態による半導体レーザ素子の製造工程を説明するための平面図である。 従来の一例による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を用いて形成された半導体レーザ素子の概略的な構造を示した斜視図である。 図７に示した従来の一例による半導体レーザ素子の製造に用いる基板の構造を示した平面図である。 図７に示した従来の一例による半導体レーザ素子の製造工程において、隣接する欠陥集中領域の間に２つの半導体レーザ素子を形成する場合の構造を示した平面図である。 図７に示した従来の一例による半導体レーザ素子の製造工程において、隣接する欠陥集中領域の間に３つの半導体レーザ素子を形成する場合の構造を示した平面図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を用いて形成された半導体レーザ素子１０の構造について説明する。なお、半導体レーザ素子１０は、本発明の「窒化物系半導体レーザ素子」の一例である。
　本発明の一実施形態による半導体レーザ素子１０は、図１に示すように、窒化物系半導体からなる基板１と、基板１上に形成された半導体層２と、半導体層２上に形成された電流ブロック層３と、電流ブロック層３上に形成された上面電極４と、基板１の裏面上に形成された裏面電極５とを備えている。なお、図１では、簡略化のため上面電極４は長方形状に示している。また、上面電極４は、本発明の「第１電極層」の一例であり、裏面電極５は、本発明の「第２電極層」の一例である。
　また、半導体レーザ素子１０は、図１に示したように基板１および半導体層２の一方側（Ａ１方向側）の端部に欠陥集中領域２０が形成されているもの（後述する半導体レーザ素子１０ａ）と、基板１および半導体層２に欠陥集中領域２０が形成されていないもの（後述する半導体レーザ素子１０ｂ）と、基板１および半導体層２の他方側（Ａ２方向側）の端部に欠陥集中領域２０が形成されているもの（後述する半導体レーザ素子１０ｃ）とがある。
　欠陥集中領域２０は、Ａ方向（第１の方向）に約１５μｍの幅を有する。この欠陥集中領域２０は、他の領域に比べて結晶欠陥の多い領域である。そして、結晶欠陥を欠陥集中領域２０に集中させることにより、欠陥集中領域２０以外の領域の結晶欠陥を低減している。
　ここで、本実施形態では、基板１（半導体レーザ素子１０）は、Ａ方向に約１３３μｍ～約１３４μｍの幅を有するように形成されているとともに、Ｂ方向（Ａ方向と直交する方向）（第２の方向）に約３００μｍの長さを有するように形成されている。
　半導体層２は、Ｂ方向に延びる光導波路（リッジ部）２ａを含んでいる。この光導波路２ａは、Ａ方向に約３μｍの幅を有するように形成されている。
　また、本実施形態では、図２に示すように、光導波路２ａは、半導体レーザ素子１０の中心線Ｌ１と光導波路２ａの中心線Ｌ２とのＡ方向の距離Ｗ１が、例えば約５μｍ以上約３０μｍ以下、好ましくは約１５μｍ以上約３０μｍ以下、より好ましくは約２０μｍ以上約３０μｍ以下になるように形成されている。また、光導波路２ａは、半導体レーザ素子１０のＡ２方向の端面からＡ１方向に、約５０μｍ以下（例えば、約３７．５μｍ～約４４．５μｍ）の距離Ｗ２を隔てた位置に形成されている。
　また、光導波路２ａ上には、図示しない金属層などが形成されていてもよい。
　電流ブロック層３は、半導体層２上を覆うように配置されている。この電流ブロック層３の光導波路２ａ上の所定領域には、図示しない開口部が形成されており、上面電極４は、電流ブロック層３の開口部（図示せず）を介して、半導体層２に電気的に接続されている。
　また、本実施形態では、上面電極４は、Ａ方向に約８０μｍの幅を有するように形成されている。また、上面電極４は、図１に示すように、Ｂ方向に約２６０μｍの長さを有するように形成されているとともに、半導体レーザ素子１０のＢ方向の端面（後述する劈開面１１）から、約２０μｍの距離を隔てて配置されている。
　また、上面電極４は、図２に示すように、上面電極４の中心線Ｌ３と光導波路２ａの中心線Ｌ２とのＡ方向の距離Ｗ３が、約２０μｍになるように配置されている。
　また、上面電極４は、半導体レーザ素子１０の動作確認を行う場合にプローブ針（図示せず）が接触されるプロービング領域として機能する。また、上面電極４は、外部との電気的な接続を行うためのワイヤーボンディング工程において、ボンディングワイヤー（金属線）（図示せず）が接続されるボンディング領域として機能する。
　ここで、上面電極４に、例えば、約２５μｍの直径を有するボンディングワイヤー（図示せず）を用いて、ボール径が約８０μｍになるようにワイヤーボンディングを行う場合、ボンディングワイヤー（ボール）（図示せず）の一部は、光導波路２ａにかかることになる。しかしながら、本実施形態では、上面電極４の中心線Ｌ３と光導波路２ａの中心線Ｌ２とのＡ方向の距離Ｗ３が約２０μｍになるように、上面電極４を配置しているので、ボンディングワイヤー（図示せず）の中心部が光導波路２ａにかかるのを抑制することが可能である。これにより、光導波路２ａに負荷がかかるのを抑制することが可能であるので、光導波路２ａが損傷するのを抑制することが可能である。
　裏面電極５は、上面電極４と略同じ大きさを有するように形成されている。すなわち、裏面電極５は、Ａ方向に約８０μｍの幅を有するように形成されているとともに、Ｂ方向（図１参照）に約２６０μｍの長さを有するように形成されている。そして、裏面電極５は、上面電極４の実質的に真下の位置に配置されている。
　また、図１に示すように、半導体レーザ素子１０のＢ方向の両端には、劈開面（共振器端面）１１が形成されている。この劈開面１１は、光導波路２ａと直交するように形成されている。また、劈開面１１上には、図示しない反射膜が形成されている。
　また、図１に示した半導体レーザ素子１０（後述する半導体レーザ素子１０ａ）では、劈開面１１に、後述する劈開（第１の分割）を行うための段差部１１ａが形成されている。この段差部１１ａは、数十μｍの深さを有し、基板１に達するように形成されている。また、段差部１１ａは、Ａ１方向の端部から、例えば約６０μｍのＡ方向の長さを有するように形成されている。
　なお、本実施形態では、段差部１１ａは、後述する半導体レーザ素子１０ｂおよび１０ｃの劈開面１１には形成されていない。
　次に、図１、図３～図６を参照して、本発明の一実施形態による半導体レーザ素子１０の製造方法について説明する。
　まず、図３に示すように、Ａ方向に約４００μｍのピッチＰ１で配置された複数の欠陥集中領域２０が形成された窒化物系半導体からなる基板（ウェハ）１を準備する。欠陥集中領域２０は、Ａ方向に約３０μｍの幅Ｗ４を有するとともに、Ｂ方向に延びるように形成されている。
　また、基板１には、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に、Ａ方向に数十μｍ～数百μｍの幅を有する高抵抗領域１ａ（図３のハッチング領域）が形成されている。この高抵抗領域１ａは、隣接する欠陥集中領域２０同士の中心線Ｌ１１上に跨るように形成されている。なお、中心線Ｌ１１は、本発明の「第１中心線」の一例である。
　そして、図１および図４に示すように、基板１上に、Ｂ方向に延びる複数の光導波路（リッジ部）２ａを有する窒化物系半導体からなる半導体層２を形成する。なお、図４および後述する図５および図６の２点鎖線は、素子毎（半導体レーザ素子１０毎）に分割する位置を示している。また、図４および後述する図５では、電流ブロック層３は図示していない。
　また、基板１上に半導体層２を形成する際に、半導体層２のうち、基板１の結晶欠陥の多い欠陥集中領域２０上に形成される領域は、結晶欠陥の多い欠陥集中領域２０となる。
　また、本実施形態では、図４に示すように、基板１上の、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に、３つの光導波路２ａを形成する。
　具体的には、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に配置された３つの光導波路２ａのうち、Ａ１方向側の光導波路２ａは、この光導波路２ａの中心線Ｌ２１と欠陥集中領域２０の中心線Ｌ３１とのＡ方向の距離Ｗ１１が約９４μｍになるように形成される。すなわち、この光導波路２ａは、欠陥集中領域２０の中心線Ｌ３１からＡ方向に約９２．５μｍ（５０μｍ以上１２０μｍ以下）の距離を隔てた位置に形成される。このため、この光導波路２ａの中心線Ｌ２１は、分離位置Ｌ４１（半導体レーザ素子１０の端面）からＡ方向に約３９μｍ（５０μｍ以下）の距離Ｗ１２を隔てた位置に配置される。
　また、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に配置された３つの光導波路２ａのうち、中央の光導波路２ａは、この光導波路２ａの中心線Ｌ２２と欠陥集中領域２０の中心線Ｌ３１とのＡ方向の距離Ｗ１３ａおよびＷ１３ｂがそれぞれ約２２０μｍおよび約１８０μｍになるように形成される。なお、中心線Ｌ２２は、本発明の「第２中心線」の一例である。
　このため、本実施形態では、この光導波路２ａの中心線Ｌ２２は、隣接する欠陥集中領域２０同士の中心線Ｌ１１からＡ方向に約２０．５μｍ（５μｍ以上３０μｍ以下）の距離Ｗ１４を隔てた位置に配置される。また、この光導波路２ａの中心線Ｌ２２は、分離位置Ｌ４２（半導体レーザ素子１０の端面）からＡ方向に約４６μｍ（５０μｍ以下）の距離Ｗ１５を隔てた位置に配置される。
　また、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に配置された３つの光導波路２ａのうち、Ａ２方向側の光導波路２ａは、この光導波路２ａの中心線Ｌ２３と欠陥集中領域２０の中心線Ｌ３１とのＡ方向の距離Ｗ１６が約９４μｍになるように形成される。すなわち、この光導波路２ａは、欠陥集中領域２０の中心線Ｌ３１からＡ方向に約９２．５μｍ（５０μｍ以上１２０μｍ以下）の距離を隔てた位置に形成される。このため、この光導波路２ａの中心線Ｌ２３は、分離位置Ｌ４２（半導体レーザ素子１０の端面）からＡ方向に約４０μｍ（５０μｍ以下）の距離Ｗ１７を隔てた位置に配置される。なお、中心線Ｌ３１は、本発明の「第３中心線」の一例である。
　その後、光導波路２ａ上に、金属層（図示せず）などを形成する。
　そして、図１に示すように、半導体層２上を覆うように、電流ブロック層３を形成する。その後、電流ブロック層３の光導波路２ａ上の所定領域に、開口部（図示せず）を形成する。
　そして、電流ブロック層３の開口部（図示せず）を覆うように、電流ブロック層３上の所定領域に複数の上面電極４を形成する。
　具体的には、図５に示すように、上面電極４を、半導体レーザ素子１０となる領域毎に１つずつ形成する。また、上面電極４を、Ａ方向に約８０μｍの幅を有するように形成する。このとき、上面電極４を、上面電極４の中心線Ｌ３と光導波路２ａの中心線Ｌ２（Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３）とのＡ方向の距離Ｗ２１が約２０μｍになるように配置する。また、上面電極４を、劈開位置Ｌ５１（半導体レーザ素子１０の劈開面１１）から約２０μｍの距離を隔てて、Ｂ方向に約２６０μｍの長さを有するように形成する。
　また、このとき、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に配置された３つの上面電極４のうち、Ａ１方向側の上面電極４ａおよび中央の上面電極４ｂは、同じ形状の電極パターンＱ１に形成される。その一方、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に配置された３つの上面電極４のうち、Ａ２方向側の上面電極４ｃは、電極パターンＱ１とは異なる形状の電極パターンＱ２に形成される。すなわち、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に配置された３つの上面電極４は、２種類の電極パターンに形成される。なお、上面電極４の電極パターンの形状は、図５に示した形状に限定されない。また、電極パターンＱ１は、本発明の「第１の電極パターン」および「第３の電極パターン」の一例である。また、電極パターンＱ２は、本発明の「第２の電極パターン」および「第４の電極パターン」の一例である。
　その後、図１および図６に示すように、基板１の裏面上の所定領域に、複数の裏面電極５を形成する。
　具体的には、裏面電極５を、Ａ方向に約８０μｍの幅を有するように形成するとともに、Ｂ方向に約２６０μｍの長さを有するように形成する。そして、裏面電極５を、上面電極４の実質的に真下の位置に形成する。
　このとき、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に配置された３つの裏面電極５のうち、Ａ１方向側の裏面電極５ａは、電極パターンＱ１に形成される。その一方、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に配置された３つの裏面電極５のうち、中央の裏面電極５ｂおよびＡ２方向側の裏面電極５ｃは、電極パターンＱ１とは異なる形状の電極パターンＱ２に形成される。すなわち、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に配置された３つの裏面電極５は、２種類の電極パターンに形成される。また、裏面電極５の２種類の電極パターンＱ１およびＱ２は、上面電極４の２種類の電極パターンＱ１およびＱ２とそれぞれ略同じ形状である。
　このように、本実施形態では、裏面電極５を基板１の裏面上の全域に形成しないので、裏面電極５を基板１の裏面上の全域に形成する場合と異なり、後述する分割を行う工程の前に、裏面電極５の分割位置上の部分をレーザを用いて除去する必要がない。このため、裏面電極５の分割位置上の部分をレーザを用いて除去する場合と異なり、裏面電極５上にデブリ（加工堆積物）が堆積することがない。これにより、後述する劈開面１１上に反射膜（図示せず）を形成する工程において、裏面電極５上に反射膜が形成されるのを抑制することが可能である。
　次に、図５に示すように、基板１の上面の劈開位置Ｌ５１（半導体レーザ素子１０の劈開面１１となる位置）に、複数の劈開用溝１１ｂを形成する。なお、劈開用溝１１ｂは、本発明の「分離溝」の一例である。
　具体的には、複数の劈開用溝１１ｂを、Ａ方向に約４００μｍのピッチで、Ａ方向に延びるように形成する。また、複数の劈開用溝１１ｂを、数十μｍの深さを有するとともに、Ａ方向に約６０μｍの長さを有するように形成する。
　本実施形態では、Ａ方向に隣接する劈開用溝１１ｂ同士の中心線Ｌ６１と、隣接する欠陥集中領域２０同士の中心線Ｌ１１とのＡ方向の距離Ｗ２１が約３０μｍになるように、劈開用溝１１ｂを形成する。このため、劈開用溝１１ｂは、欠陥集中領域２０の中心線Ｌ３１からＡ２方向に約６０μｍの長さで形成される。なお、中心線Ｌ６１は、本発明の「第４中心線」の一例である。
　また、本実施形態では、Ａ２方向側からＡ１方向側に向かって、レーザ加工により、劈開用溝１１ｂを形成する。このため、劈開用溝１１ｂを形成する際のデブリ（加工堆積物）は、Ａ１方向に向かって飛散するとともに、劈開位置Ｌ５１上に堆積する。しかしながら、本実施形態では、隣接する劈開用溝１１ｂ同士の中心線Ｌ６１と、隣接する欠陥集中領域２０同士の中心線Ｌ１１とのＡ方向の距離Ｗ２１が約３０μｍになるように劈開用溝１１ｂを形成するので、デブリ（加工堆積物）は、光導波路２ａまでは届かず光導波路２ａ上には堆積しない。
　そして、複数の劈開用溝１１ｂ（劈開位置Ｌ５１）に沿って、基板（ウェハ）１を劈開（第１の分割）する。これにより、劈開用溝１１ｂは段差部１１ａ（図１参照）になるとともに、基板（ウェハ）１はＡ方向に延びるバー状に形成される。
　その後、バー状の基板（ウェハ）１を複数枚重ね合わせ、劈開面１１上に反射膜（図示せず）を形成する。
　そして、基板（ウェハ）１を、Ｂ方向に沿って分割位置Ｌ４１、Ｌ４２およびＬ４３で分離（第２の分割）することにより、複数の半導体レーザ素子１０が形成される。
　具体的には、分離位置Ｌ４３は、欠陥集中領域２０の中心線Ｌ３１と同じ位置である。また、分離位置Ｌ４１は、分離位置Ｌ４３からＡ２方向に約１３３μｍ隔てた位置である。また、分離位置Ｌ４２は、分離位置Ｌ４１からＡ２方向に約１３３μｍ隔てた位置であるとともに、分離位置Ｌ４３からＡ１方向に約１３４μｍ隔てた位置である。
　これにより、略同じ大きさの外形を有する半導体レーザ素子１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが得られる。
　次に、上記のようにして得られた半導体レーザ素子１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが欠陥集中領域２０同士の間のどの部分に形成された素子（半導体レーザ素子１０）であるかを判別する場合について説明する。
　半導体レーザ素子１０ａ、１０ｂおよび１０ｃは、略同じ外形に形成されているので、素子毎に分離された状態では、半導体レーザ素子１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）が欠陥集中領域２０同士の間のどの部分に形成された素子（半導体レーザ素子１０）であるかを、外形から判別するのは困難である。そこで、本実施形態では、認識装置（図示せず）を用いて電極パターンを認識することによって、半導体レーザ素子１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）が欠陥集中領域２０同士の間のどの部分に形成された素子（半導体レーザ素子１０）であるかを判別する。
　例えば、２種類の電極パターン（Ｑ１およびＱ２）しか認識できない認識装置（図示せず）を用いる場合、上面電極４の電極パターンを認識するたけでは、半導体レーザ素子１０ａおよび１０ｂと半導体レーザ素子１０ｃとは判別できる一方、半導体レーザ素子１０ａと半導体レーザ素子１０ｂとを判別するのが困難である。しかしながら、本実施形態では、半導体レーザ素子１０ａの裏面電極５の電極パターン（Ｑ１）と半導体レーザ素子１０ｂの裏面電極５の電極パターン（Ｑ２）とが異なっているので、認識装置が２種類の電極パターン（Ｑ１およびＱ２）しか認識できない場合であっても、上面電極４と裏面電極５との電極パターンを認識することにより、半導体レーザ素子１０ａと半導体レーザ素子１０ｂとを判別することが可能である。
　本実施形態では、上記のように、基板１上の、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に、３つの光導波路２ａを形成することによって、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に１つまたは２つの光導波路２ａを形成する場合に比べて、半導体レーザ素子１０の取れ数を増加させることができる。これにより、半導体レーザ素子１０の生産性を向上させることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、隣接する欠陥集中領域２０同士の間に形成される３つの光導波路２ａのうち、中央の光導波路２ａを、中央の光導波路２ａの中心線Ｌ２２と隣接する欠陥集中領域２０同士の中心線Ｌ１１とのＡ方向の距離が２０μｍ以上になるように形成する。これにより、中央の光導波路２ａが基板１の高抵抗領域１ａ上に形成されるのを抑制することができ、または、中央の光導波路２ａが高抵抗領域１ａ上に形成された場合であっても、中央の光導波路２ａが高抵抗領域１ａの中央部上に形成されるのを抑制することができる。これにより、半導体レーザ素子１０の素子特性が低下するのを抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、光導波路２ａを、欠陥集中領域２０の中心線Ｌ３１からＡ方向に９０μｍ以上の距離を隔てた位置に形成することによって、光導波路２ａを、欠陥集中領域２０から離れた位置に形成することができる。これにより、光導波路２ａに結晶欠陥が生じるのを抑制することができるので、半導体レーザ素子１０の素子特性が低下するのをより抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、光導波路２ａを、分割位置（Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３）からＡ方向に５０μｍ以下の距離を隔てた位置に形成することによって、光導波路２ａが半導体レーザ素子１０の中央部に配置されるのを抑制することができる。これにより、光導波路２ａ（半導体層２）上に形成される上面電極４と光導波路２ａとをＡ方向にずらした状態で形成することができる。このため、例えば、半導体レーザ素子１０の動作確認を行う場合にプローブ針を上面電極４に接触させる際や、上面電極４上にワイヤーボンディングを行う場合にボンディングワイヤー（金属線）を上面電極４に押圧する際などに、光導波路２ａに負荷がかかるのを抑制することができる。これにより、光導波路２ａが損傷するのを抑制することができる。また、光導波路２ａが半導体レーザ素子１０の中央部に配置されるのを抑制することができるので、３つの光導波路２ａのうちの中央の光導波路２ａが、隣接する欠陥集中領域２０同士の中心線Ｌ１１上に形成されるのを、容易に抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、複数の上面電極４を、Ａ方向に８０μｍ以上の幅を有するように形成する。これにより、上面電極４が小さくなるのを抑制することができるので、例えば、半導体レーザ素子１０の動作確認を行う場合のプロービング領域や、上面電極４上にワイヤーボンディングを行う場合のボンディング領域が小さくなるのを抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、Ａ方向に隣接する劈開用溝１１ｂ同士の中心線Ｌ６１を、隣接する欠陥集中領域２０同士の中心線Ｌ１１からＡ２方向に約３０μｍの距離Ｗ２１を隔てた位置に配置する。これにより、複数の劈開用溝１１ｂは、欠陥集中領域２０に対してＡ２方向にずれた状態で形成されることになる。劈開用溝１１ｂを形成する際に生じるデブリ
（加工堆積物）は、劈開用溝１１ｂに対してＡ１方向に飛散するので、上記のように劈開用溝１１ｂを欠陥集中領域２０に対してＡ２方向にずれた状態で形成することにより、デブリ（加工堆積物）が光導波路２ａ上に堆積するのを抑制することができる。デブリが堆積した部分では、劈開の際に曲がりを生じる場合があるので、デブリ（加工堆積物）が光導波路２ａ上に堆積するのを抑制することにより、劈開の際に光導波路２ａの劈開面（共振器端面）１１に曲がりが生じるのを抑制することができる。これにより、半導体レーザ素子１０の素子特性が低下するのをより抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、３つの光導波路２ａにそれぞれ対応する３つ（３種類）の半導体レーザ素子１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）毎に、上面電極４と裏面電極５との電極パターンの組合せを変える。これにより、その後の工程において認識装置が例えば２種類の電極パターンしか記憶できない場合であっても、分割された後の上面電極４と裏面電極５との電極パターン（Ｑ１およびＱ２）の組合せから、隣接する欠陥集中領域２０同士の間のどの部分に形成された素子（半導体レーザ素子１０）であるかを、容易に判別することができる。
　なお、今回開示された実施形態および実施例は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
　例えば、上記実施形態で示した長さ、幅および距離は一例であり、上記実施形態の数値に限定されない。
　また、上記実施形態では、上面電極の２種類の電極パターンと裏面電極の２種類の電極パターンとを同じ形状にした例について説明したが、本発明はこれに限らず、上面電極の２種類の電極パターンと裏面電極の２種類の電極パターンとを異なる形状にしてもよい。
　また、上記実施形態では、上面電極を、２種類の電極パターンに形成するとともに、裏面電極を、２種類の電極パターンに形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、上面電極および裏面電極の少なくとも一方を、３種類の電極パターンに形成してもよい。また、上面電極および裏面電極の全てを、１種類の電極パターンに形成してもよい。
　１　基板
　１ａ　高抵抗領域
　２　半導体層
　２ａ　光導波路
　４　上面電極（第１電極層）
　５　裏面電極（第２電極層）
　１０　半導体レーザ素子（窒化物系半導体レーザ素子）
　１１ｂ　劈開用溝（分離溝）
　２０　欠陥集中領域
　Ｌ１１　中心線（第１中心線）
　Ｌ２２　中心線（第２中心線）
　Ｌ３１　中心線（第３中心線）
　Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３　分割位置
　Ｌ６１　中心線（第４中心線）
　Ｑ１　電極パターン（第１の電極パターン、第３の電極パターン）
　Ｑ２　電極パターン（第２の電極パターン、第４の電極パターン）

Claims (6)

  1. 　第１の方向に略４００μｍのピッチで配置されるとともに前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる複数の欠陥集中領域を有する窒化物系半導体からなる基板を準備する工程と、
    　前記基板上に、前記第２の方向に延びる複数の光導波路を有する窒化物系半導体からなる半導体層を形成する工程と、
    　前記第１の方向に沿って第１の分割を行う工程と、
    　前記第２の方向に沿って第２の分割を行うことにより、複数の窒化物系半導体レーザ素子を形成する工程とを備え、
    　前記半導体層を形成する工程は、
    　前記基板上の、隣接する前記欠陥集中領域同士の間に、３つの前記光導波路を形成する工程と、
    　前記隣接する欠陥集中領域同士の間に形成される前記３つの光導波路のうち、中央の光導波路を、前記隣接する欠陥集中領域同士の第１中心線と前記中央の光導波路の第２中心線との前記第１の方向の距離が５μｍ以上３０μｍ以下になるように形成する工程とを含み、
    　前記第２の分割を行う工程は、前記複数の窒化物系半導体レーザ素子の前記第１の方向の幅が互いに略同じ大きさになるように、前記第２の分割を行う工程を含むことを特徴とする窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
  2. 　前記光導波路を形成する工程は、前記光導波路を、前記欠陥集中領域の第３中心線から前記第１の方向に５０μｍ以上１２０μｍ以下の距離を隔てた位置に形成する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
  3. 　前記光導波路を形成する工程は、前記光導波路を、前記第２の分割を行う分割位置から前記第１の方向に５０μｍ以下の距離を隔てた位置に形成する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
  4. 　前記第１の分割を行う工程に先だって、前記複数の窒化物系半導体レーザ素子にそれぞれ対応するように、前記半導体層上に、前記第１の方向に８０μｍ以上の幅を有する複数の第１電極層を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
  5. 　前記第１の分割を行う工程は、
    　前記基板に、前記第１の方向に略４００μｍのピッチで、前記第１の方向に延びる複数の分離溝を形成する工程と、
    　前記複数の分離溝に沿って前記第１の分割を行う工程とを含み、
    　前記第１の方向に隣接する前記分離溝同士の第４中心線は、前記第１中心線から前記第１の方向に所定の距離を隔てた位置に配置されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
  6. 　前記第１の分割を行う工程に先だって、前記複数の窒化物系半導体レーザ素子にそれぞれ対応するように、前記半導体層上に複数の第１電極層を形成する工程と、前記基板の裏面上に複数の第２電極層を形成する工程とをさらに備え、
    　前記第１電極層の各々は、第１の電極パターンまたは第２の電極パターンのいずれか一方の形状に形成され、
    　前記第２電極層の各々は、第３の電極パターンまたは第４の電極パターンのいずれか一方の形状に形成されることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
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