JPH067627B2 - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明半導体レーザ装置の製造方法を以下の順序で説明
する。

Ａ．産業上の利用分野 Ｂ．発明の概要 Ｃ．背景技術［第４図］ Ｄ．発明が解決しようとする問題点［第５図］ Ｅ．問題点を解決するための手段 Ｆ．作用 Ｇ．実施例［第１乃至第３図］ ａ．第１の実施例［第１図、第２図］ ａ−１．基本的方法［第１図］ ａ−２．変形的方法［第２図］ ｂ．第２の実施例［第３図］ Ｈ．発明の効果 （Ａ．産業上の利用分野） 本発明は半導体レーザ装置の製造方法、特にレーザチッ
プボンディング部を有するフォトダイオードのレーザチ
ップボンディング部に半導体レーザチップをボンディン
グしてなる半導体レーザ装置を製造する方法に関するも
のであり、半導体レーザチップから出射されるレーザビ
ームのフォトダイオード表面上での反射（ケラレ）が生
じないようにし、更にはダイシングに際して半導体ウェ
ハが割れたり半導体レーザの端面が損傷を受けたりしな
いようにしようとするものである。

（Ｂ．発明の概要） 本発明は、フォトダイオードのレーザチップボンディン
グ部に半導体レーザチップをボンディングしてなる半導
体レーザ装置を製造する方法において、半導体レーザチ
ップから出射されるレーザビームのフォトダイオード表
面での反射、即ち、ケラレが生じないようにし、更には
ダイシングに際して半導体ウェハが割れたりしないよう
にするために、半導体ウェハのダイシングすべき領域を
ハーフカットした後レーザチップボンディング部に半導
体レーザチップをそのレーザビーム出射端面がハーフカ
ットにより形成された溝上方に稍々食み出るように位置
決めしてボンディングし、その後ダイシング用カッテン
グ手段が半導体レーザチップと接触しないようにカッテ
ング位置を設定したうえでフルカットするものであり、
これによってケラレをなくすことができ、又、ペレタイ
ズするときに半導体ウェハが割れるということをなくす
ることができる。

（Ｃ．背景技術）［第４図］ 半導体レーザ装置として半導体基板の一部領域の表面部
にモニター用フォトダイオードを形成し、半導体基板の
他の領域表面上に半導体レーザチップをボンディングし
てなるモニター用フォトダイオード付半導体レーザ装置
がある。第４図（Ａ）乃至（Ｅ）は本願出願人会社にお
いて試みられた上記モニター用フォトダイドーオ付半導
体レーザ装置の製造方法を工程順に示すものである。こ
の製造方法を簡単に説明する。先ず、第４図（Ａ）に示
すように、半導体ウェハａに対してフォトダイオードを
形成するための一連の処理を施すことによって各素子形
成領域ｂ、ｂ、・・・の一部にフォトダイオードｃを形
成し、又、別の部分上にレーザチップ接続用の半田層ｄ
を形成する。同図（Ａ）において、ｅは隣接する各素子
形成領域間を仕切るダイシングすべきラインを示す。次
いで、同図（Ｂ）に示すように、そのダイシングすべき
ラインｅに沿って半導体基板ａの表面をハーフカットす
る。ここで、ハーフカットとは基板ａの厚さよりも浅く
カッテイングすることであり、又、後述するフルカット
とは半導体ウェハを完全にカッテングすることである。
その後、同図（Ｃ）に示すように各素子形成領域ｂ、
ｂ、・・・の半田層ｄ形成領域上に半導体レーザチップ
ｆを位置させ、その状態で半導体ウェハａを加熱炉（加
熱温度２５０℃）に通すことによって各半導体レーザチ
ップｆ、ｆ、・・・のチップボンディングを同時に行
う。この半導体レーザチップｆはそのレーザ光出射端面
と後の半導体ウェハａに対するペレット分割後における
ペレットｋの端面とが面一になるようにボンディング位
置が設定される。その後、電気的特性、光学的特性の測
定、検査、スクリーニング等をした後、ハーフカットさ
れた部分ｅに沿って半導体ウェハａを割ることにより第
４図（Ｄ）に示すようにペレット分割する。ｋはペレッ
トである。その後、第４図（Ｅ）に示すように図示しな
いステムの表面に設けられたヒートシンクｇ上にペレッ
トｋをペレットボンディングし、次に、ステムに取付け
られたリードｈ、ｈと半導体レーザチップｆ及びフォト
ダイオードｃの電極との間をワイヤボンディングするこ
と等により実装される。ｉはワイヤである。

（Ｄ．発明が解決しようとする問題点）［第５図］ ところで、このようにして製造した半導体レーザ装置に
は半導体レーザチップｆのレーザ光出射端面と半導体レ
ーザチップｆが接続されるペレットｋの端面との間の位
置関係に無視することのできないバラツキが生じるとい
う問題がある。というのは、フォトリソグラフィ等の加
工精度に比較してダイシングの位置精度が低く、ダイシ
ングの位置に無視できない位置ずれが生じて半導体レー
ザチップｆのレーザ光出射端面とペレットｋの端面が面
一にならなくなり、第５図に示すように半導体レーザチ
ップｆが内側にずれたりする。そして、半導体レーザチ
ップｆが第５図に示すようにずれた場合には、半導体レ
ーザチップｆから出射されたレーザ光の一部（即ち、斜
め下向きに出射された光）がペレットｋ表面にて反射さ
れる。その結果、垂直方向における光度分布がいびつに
なる。即ち、半導体レーザチップｆの端面とペレットｋ
の端面とが面一でペレットｋ表面（具体的にはペレット
ｋの端面と半導体レーザチップｆの端面との間の部分）
でレーザ光が反射されるという減少が生じない場合には
垂直方向における光度分布曲線はきれいな線対称性を有
する共振曲線（共振回路の周波数・電流特性曲線）のよ
うになるが、上述したような反射があると共振曲線をい
びつにした形状になり、半導体レーザチップｆのレーザ
光出射部の延長線を中心に上下対称な形状は得られなく
なる。具体的にはその延長線よりも上側がより高い光度
になり、下側がより低い光度になるようないびつさや、
干渉パタンが生じる。このいびつさは半導体レーザチッ
プｆの位置ずれが大きくなる程激しくなる。そして、こ
のように光度分布曲線がいびつになるような半導体レー
ザ装置は光源として好ましくない。これが上述した半導
体レーザ装置の製造方法の第１の問題点であった。

また、上述した半導体レーザ装置の製造方法においての
半導体レーザチップｆのボンディングが終了した後半導
体ウェハａをハーフカットにより形成された溝ｅに沿っ
て割ることによりペレタライズするという方法にも大き
な問題があった。というのは、半導体ウェハａを手で割
ってペレット化する作業は面倒で作業性が悪く、しかも
フォトダイオードにクラックを生じさせる原因となり、
又、その分割によりフォトダイオードｃの端面、あるい
は側面が粗くなる原因ともなった。これが、この半導体
レーザ装置の製造方法の第２の問題点であった。

しかして、本発明はこれらの問題点を解決すべく為され
たものであり、半導体レーザチップボンディング位置あ
るいはダイシング位置に多少のずれが生じても光度分布
が変化したりすることがなく、しかも面倒で不良が発生
し易い手作業によることなくダイシングすることができ
る新規な半導体レーザ装置の製造方法を提供しようとす
るものである。

（Ｅ．問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため本発明半導体レーザ装置の製
造方法は、半導体ウェハをハーフカットした後レーザチ
ップボンディング部に半導体レーザチップをそのレーザ
ビーム出射端面が前記ハーフカットにより形成された溝
上方に稍々食み出るように位置決めしてボンディング
し、その後ダイシング用カッティング手段が上記半導体
レーザチップを接触しないようにカッテング位置を設定
したうえでフルカットすることによりペレット化するこ
とを特徴とするものである。

（Ｆ．作用） 従って、本発明によれば、半導体レーザチップがハーフ
カットにより形成された溝に稍々食み出るようにボンデ
ィングされるので半導体レーザチップのレーザビーム出
射端面から出射されたレーザビームがフォトダイオード
が形成された半導体基板表面で反射されるという現像
（ケラレ）を回避することができる。依って、そのケラ
レに起因して光度分布がいびつになることを回避するこ
とができる。そして、半導体レーザチップのボンディン
グ後に行うペレタライズに半導体ウェハを割るという方
法によってではなくカッティング手段を用いてのフルカ
ットにより行うので、省力化を図ることができず、又、
クラックが生じたりすることを防止することができる。

（Ｇ．実施例）［第１図乃至第３図］ 以下に、本発明半導体レーザ装置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。

（ａ．第１の実施例）［第１図、第２図］ （ａ−１．基本的方法）［第１図］ 第１図（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明半導体レーザ装置の製
造方法の実施の一例を工程順に示すものである。

（Ａ）Ｎ^＋型のシリコン半導体ウェハ１の表面上にＮ⁻
型の半導体層２を形成し、該半導体層２の表面部に選択
的にＰ型半導体領域３を形成する。これによってＰＩＮ
型のモニター用フォトダイオード４が形成される。又、
上記半導体層２表面部の上記半導体領域３から稍離間し
た位置にＮ^＋＋型の半導体領域５を形成する。この半導
体領域５上がレーザチップボンディング部となる。６は
半導体表面に形成された絶縁膜、７は半導体領域５上に
形成された半田層であり、レーザチップボンディング部
を成す。第１図（Ａ）は半田層（レーザチップボンディ
ング部）７を有するフォトダイオード４、４、・・・が
群成せしめられた状態の半導体ウェハ１の一部を示す断
面図である。

（Ｂ）半導体ウェハ１の表面のダイシングをすべき領域
をソーイングによりハーフカットする。８はそのハーフ
カットにより形成されたところの溝である。Ｗ１はその
溝８の溝幅である。第１図（Ｂ）はそのハーフカット後
の状態を示す断面図である。

（Ｃ）はレーザチップボンディング部たる各半田層７上
に半導体レーザチップ９をチップボンディングする。１
０は半導体レーザチップ９の活性層である。このチップ
ボンディングは、レーザビーム出射端面１１が半田層７
から溝８上に稍々食み出るように半導体レーザチップ９
の位置を設定し、仮に多少の位置ずれが生じてもレーザ
ビーム出射端面１１が溝８よりも奥側（フォトダイオー
ド４側）にずれることがないようにされる。ボンディン
グは各レーザチップボンディング部７上に半導体レーザ
チップが位置された状態の半導体ウェハ１を連続炉に通
す等の方法で加熱することにより行われる。第１図
（Ｃ）はボンディング後の状態を示す断面図である。

（Ｄ）その後、フルカットによりペレタライズする。こ
の場合、半導体レーザチップ９のレーザビーム出射端面
１１と平行なダイシングすべき領域をフルカットすると
きはダイシング用カッター１２が半導体レーザチップ９
と接触しないようにカット位置を前記工程（Ｂ）のハー
フカットの場合より反半導体レーザチップ９側にずら
す。第１図（Ｄ）はそのフルカット時の状態を示す断面
図であり、同図（Ｅ）はフルカットにより分割された１
つの半導体レーザ装置１ａを示す。１３は半導体レーザ
装置１ａの端面である。

このような半導体レーザ装置の製造方法によれば、半導
体レーザチップ９がフォトダイオードが形成された基板
から僅かに外側に食み出るので、従って、第５図に示し
たようなレーザビームのケラレが生じる惧れがなく、レ
ーザビームの垂直方向における光度分布曲線がいびつに
なることを回避することができる。又、ハーフカット後
ソーイングによってフルカットすることによりペレタラ
イズするので、半導体ウェハ１を手で割ってペレット化
するという面倒な作業が必要でなくなり、また、フォト
ダイオード４にクラックが生じる惧れもない。

（ａ−２．変形的方法）［第２図］ 第２図は本発明半導体レーザ装置の製造方法の変形例を
示す断面図である。この変形例はハーフカット用のソー
（カッター）の幅（Ｗ１）とフルカット用のソー（カッ
ター）１２の幅（Ｗ２）とを変え、Ｗ１＞Ｗ２にしたも
ので、このようにすれば、ハーフカットをするときのソ
ーの中心位置とフルカットをするときのソーの中心位置
を特にずらす必要がないようにすることができる。

（ｂ．第２の実施例）［第３図］ 第３図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明半導体レーザ装置の製
造方法の第２の実施例を工程順の示す断面図である。こ
の実施例は戻りビームをレーザビーム出射方法と別の方
向に反射するようにフォトダイオードの端面を傾斜させ
るようにしたものである。

（Ａ）半導体ウェハ１にフォトダイオードを形成する一
連の処理を施し、半田層７を形成した後、切削部にテー
パーが付いたソー１２ａを用いてハーフカットを行う。
８ａはそのハーフカットにより形成された溝で、その断
面形状は必然的に逆台形状になる。第３図（Ａ）はハー
フカット後の状態を示す断面図である。同図において、
１３はこのハーフカットにより形成されたフォトダイオ
ードの端面の傾斜部である。

（Ｂ）次に、半導体レーザチップ９を半田層７上にチッ
プボンディングし、その後、フルカットする。第３図
（Ｂ）はフルカット時における状態を示す断面図、同図
（Ｃ）はフルカットによりペレタライズされた半導体レ
ーザ装置１ａを示す断面図である。

このような製造方法によれば、半導体レーザ装置を３ビ
ートトラッ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の光学式ヘッドに用いた
場合における帰還ビームの再反射による干渉を防止する
ことができる。

この点について詳しく説明すると、半導体レーザチップ
９から出射されたレーザビームは光学系によって光学式
記録媒体に照射され、その反射光が上記光学系の一部を
経て光検知器にて検知される。しかし、その反射光の一
部は半導体レーザ装置側に帰還する。そして、光学式ヘ
ッドのタイプによってビームの帰還位置が異なるが、一
つのタイプとして、レーザビームの照射部とそれから活
性層１０と直角方向に上下に離間した２点とに帰還する
ものがある。ところが、レーザビーム出射部から上下に
離間した２点に帰還したレーザビームが再反射されて光
学式ヘッドの本来の光路の戻ると干渉を生じる。その結
果、トラッキングエラー検知信号が光学式記録媒体のレ
ーザビームの出射方向に対する角度の変化によって変動
する可能性があり、そして、その変動量が帰還ビームの
本来の光路への戻り量が多い程激しい。しかるに、第３
図（Ａ）乃至（Ｃ）に示すような方法で製造された半導
体レーザの装置の製造方法によれば、フォトダイオード
が形成された半導体基板の端面の下側帰還ビームが入射
される部分が傾斜面１３となるので、その下側帰還ビー
ムを入射方向と全く別の方法に反射する。従って、その
下側帰還ビームが光学式ヘッドの本来の光路に戻って本
来のレーザビームとの間で干渉を起すことを有効に回避
することができる。

このように第３図に示す方法によれば第１図及び第２図
に示す方法では得られない異質の効果も得られる。

（Ｈ．発明の効果） 以上に述べたように、本発明半導体レーザ装置の方法
は、半導体ウェハをハーフカットした後レーザチップボ
ンディング部に半導体レーザチップをそのレーザビーム
出射端面が前記ハーフカットにより形成された溝上方に
稍々食み出るように位置決めしてボンディングし、その
後ダイシング用カッティング手段が上記半導体レーザチ
ップと接触しないようにダイシング位置を決定したうえ
でフルカットすることによりペレット化することを特徴
とするものである。従って、半導体レーザチップがハー
フカットにより形成された溝上方に稍々食み出るように
ボンデンィングされるので半導体レーザチップのレーザ
ビーム出射端面から出射されたレーザビームがフォトダ
イオードが形成された基板表面で反射されるという現像
（ケラレ）を回避することができる。依って、そのケラ
レに起因して光度分布がいびつになることを回避するこ
とができる。そして、半導体レーザチップボンデンィン
グ後に行うペレタライズを半導体ウェハを割るという方
式によってではなくカッティング手段を用いてのフルカ
ットにより行うので、省力化を図ることができ、又、ク
ラックが生じたり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（Ｅ）は本発明半導体レーザ装置の製
造方法の実施の一例を工程順に示す断面図、第２図は本
発明半導体レーザ装置の製造方法の変形例を示す断面
図、第３図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明半導体レーザ装置
の製造方法の他の実施例を工程順に示す断面図、第４図
（Ａ）乃至（Ｅ）は背景技術を工程順に示す斜視図、第
５図は背景技術の問題点を示す断面図である。 符号の説明 １・・・半導体ウェハ、 ４・・・フォトダイオード ７・・・レーザチップボンディング部、 ８、８ａ・・・溝、 ９・・・半導体レーザチップ、 １１・・・レーザビーム出射端面、 １２、１２ａ・・・カッティング手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザチップボンディング部を有するフォ
   トダイオードが群成せしめられた半導体ウェハのレーザ
   チップボンディング側表面の各ダイシング領域のうち少
   なくとも上記レーザチップボンディング部にボンディン
   グされる半導体レーザチップのレーザビーム出射方向と
   直角の各ダイシング領域をハーフカットし、 その後、半導体レーザチップをそのレーザビーム出射端
   面が前記ハーフカットにより形成された溝の上方に稍々
   食み出るように位置決めしてボンディングし、 しかる後、ダイシング用カッティング手段が上記半導体
   レーザチップと接触しないようにダイシング位置を設定
   して行う前記レーザビーム出射方向と直角な方向に沿っ
   てのフルカットと、前記レーザビーム出射方向と平行な
   方向に沿ってのフルカットとを行なうことによりペレタ
   ライズする ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法