JPH1070335A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
- Publication number
- JPH1070335A JPH1070335A JP8209940A JP20994096A JPH1070335A JP H1070335 A JPH1070335 A JP H1070335A JP 8209940 A JP8209940 A JP 8209940A JP 20994096 A JP20994096 A JP 20994096A JP H1070335 A JPH1070335 A JP H1070335A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザチップを損傷させることなく高い歩留
まりで個々のレーザチップに分割する方法を提供する。 【解決手段】 半導体結晶の基板２０２側より、ストラ
イプと垂直方向には発光領域の下部を避けた破線状の溝
２１１を形成する。またストライプと平行な方向には連
続した溝２１１をエッチングにより形成する。この溝に
沿って刃を当て力を加えて半導体結晶を劈開する。これ
により六方晶基板でも互いに垂直な方向に劈開すること
ができる。
まりで個々のレーザチップに分割する方法を提供する。 【解決手段】 半導体結晶の基板２０２側より、ストラ
イプと垂直方向には発光領域の下部を避けた破線状の溝
２１１を形成する。またストライプと平行な方向には連
続した溝２１１をエッチングにより形成する。この溝に
沿って刃を当て力を加えて半導体結晶を劈開する。これ
により六方晶基板でも互いに垂直な方向に劈開すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザの製造
方法に関するもので、良好な共振器を形成するための方
法を提供するものである。
方法に関するもので、良好な共振器を形成するための方
法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の半導体レーザの製造方法を
説明するための模式図である。図３（ａ）は劈開前の基
板を裏面から見た図で、同図（ｂ）は劈開後の個々のレ
ーザチップを示している。このように、室温で連続発振
する半導体レーザは通常何らかのストライプ構造を有し
ている。これは、半導体結晶の全域をレーザ発振に寄与
させるのではなく、上記ストライプ部分のみを寄与させ
て動作電流を低減させるためである。
説明するための模式図である。図３（ａ）は劈開前の基
板を裏面から見た図で、同図（ｂ）は劈開後の個々のレ
ーザチップを示している。このように、室温で連続発振
する半導体レーザは通常何らかのストライプ構造を有し
ている。これは、半導体結晶の全域をレーザ発振に寄与
させるのではなく、上記ストライプ部分のみを寄与させ
て動作電流を低減させるためである。
【０００３】図３（ｂ）はストライプ構造の一種である
電極ストライプ構造を示している。３０１が（ｐ型）ス
トライプ電極を示す。３０２は半導体基板を示し、３０
３として示す各層は活性層やクラッド層などと呼ばれ、
レーザが低しきい値電流で発振するためにこのような多
層構造をとっている。活性層の中のストライプ状の発光
領域３０４が実際の発振に寄与する。また、３０５はｎ
型電極である。
電極ストライプ構造を示している。３０１が（ｐ型）ス
トライプ電極を示す。３０２は半導体基板を示し、３０
３として示す各層は活性層やクラッド層などと呼ばれ、
レーザが低しきい値電流で発振するためにこのような多
層構造をとっている。活性層の中のストライプ状の発光
領域３０４が実際の発振に寄与する。また、３０５はｎ
型電極である。
【０００４】このような構造により、レーザのｐｎ接合
を流れる電流をストライプ電極３０１の下部の領域にの
み制限することができ、レーザ発振する領域をこのスト
ライプ領域に制限することができる。個々のレーザチッ
プに分割するためには、図３（ａ）に示すように、レー
ザの共振器長を幅とする数本のエッチング溝３１１をス
トライプ電極３０１の方向と垂直な方向に基板の裏面に
形成し、この溝に刃を当てて力を加えて、劈開によりま
ず数個のレーザチップを含む数個のバー状の結晶に分割
する。その後ストライプ電極と平行な方向にはストライ
プ電極間のおよそ真中の位置に刃を当てて力を加えるこ
とにより個々のレーザチップに分割する。
を流れる電流をストライプ電極３０１の下部の領域にの
み制限することができ、レーザ発振する領域をこのスト
ライプ領域に制限することができる。個々のレーザチッ
プに分割するためには、図３（ａ）に示すように、レー
ザの共振器長を幅とする数本のエッチング溝３１１をス
トライプ電極３０１の方向と垂直な方向に基板の裏面に
形成し、この溝に刃を当てて力を加えて、劈開によりま
ず数個のレーザチップを含む数個のバー状の結晶に分割
する。その後ストライプ電極と平行な方向にはストライ
プ電極間のおよそ真中の位置に刃を当てて力を加えるこ
とにより個々のレーザチップに分割する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
は半導体の結晶構造が立方晶構造を持つものに対しては
有効な方法であるが、ＳｉＣのような六方結晶のＣ面上
にエピタキシャル成長させた結晶においては、個々のレ
ーザチップに分割する際に、互いに垂直な２つの方向に
劈開することが困難である。このため上述したような従
来の方法では、数個のレーザチップを含むバー状の結晶
にうまく劈開できたとしても、個々のチップに分割する
ためにバーの方向と垂直方向に劈開するのは難しく、高
い歩留まりを期待するのは難しい。
は半導体の結晶構造が立方晶構造を持つものに対しては
有効な方法であるが、ＳｉＣのような六方結晶のＣ面上
にエピタキシャル成長させた結晶においては、個々のレ
ーザチップに分割する際に、互いに垂直な２つの方向に
劈開することが困難である。このため上述したような従
来の方法では、数個のレーザチップを含むバー状の結晶
にうまく劈開できたとしても、個々のチップに分割する
ためにバーの方向と垂直方向に劈開するのは難しく、高
い歩留まりを期待するのは難しい。
【０００６】本発明はこのような従来の課題を解決し、
レーザチップを損傷させることなく高い歩留まりで個々
のレーザチップに分割する方法を提供するものである。
レーザチップを損傷させることなく高い歩留まりで個々
のレーザチップに分割する方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明では半導体結晶中のストライプ状の発光領域
に垂直な方向および平行な方向に共にエッチング等によ
る直線または破線状の溝を形成し、この溝に沿って上記
半導体結晶を劈開することにより歩留まりの高い半導体
レーザの製造方法を提供する。また、溝形成前に半導体
結晶の基板側を研磨により薄くすることにより、さらに
歩留まりの高い半導体レーザの製造方法を提供する。
に、本発明では半導体結晶中のストライプ状の発光領域
に垂直な方向および平行な方向に共にエッチング等によ
る直線または破線状の溝を形成し、この溝に沿って上記
半導体結晶を劈開することにより歩留まりの高い半導体
レーザの製造方法を提供する。また、溝形成前に半導体
結晶の基板側を研磨により薄くすることにより、さらに
歩留まりの高い半導体レーザの製造方法を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【０００９】（実施の形態１）図１は本発明による六方
晶基板を用いた半導体レーザの製造方法の第１の実施の
形態を示すものである。図１（ａ）は劈開前の基板を裏
面より簡易的に示したもので、同図（ｂ）は劈開後の個
々のレーザチップを示している。また、同図（ｃ）は六
方晶結晶のＣ面上での結晶軸を示している。図１（ｂ）
において基板１０２は六方晶構造を持つ６Ｈ−ＳｉＣで
あり、そのＣ面上にｎ−ＧａＮ、ｎ−ＡｌＧａＮ、Ｉｎ
ＧａＮ、ｐ−ＡｌＧａＮ、ｐ−ＧａＮ等の層１０３が順
次エピタキシャル成長により形成されており、その上部
にストライプ状のｐ型電極１０１が形成されている。１
０５はｎ型の電極を示す。結晶面１２１はＳｉＣの（１
−１００）面、結晶面１２２は同様に（１１−２０）面
を示す。
晶基板を用いた半導体レーザの製造方法の第１の実施の
形態を示すものである。図１（ａ）は劈開前の基板を裏
面より簡易的に示したもので、同図（ｂ）は劈開後の個
々のレーザチップを示している。また、同図（ｃ）は六
方晶結晶のＣ面上での結晶軸を示している。図１（ｂ）
において基板１０２は六方晶構造を持つ６Ｈ−ＳｉＣで
あり、そのＣ面上にｎ−ＧａＮ、ｎ−ＡｌＧａＮ、Ｉｎ
ＧａＮ、ｐ−ＡｌＧａＮ、ｐ−ＧａＮ等の層１０３が順
次エピタキシャル成長により形成されており、その上部
にストライプ状のｐ型電極１０１が形成されている。１
０５はｎ型の電極を示す。結晶面１２１はＳｉＣの（１
−１００）面、結晶面１２２は同様に（１１−２０）面
を示す。
【００１０】このような個々のレーザチップに分割する
ために、劈開前の基板に、図１（ａ）に示すように基板
裏面よりエッチング溝１１１および１１２をストライプ
電極１０１にそれぞれ垂直および平行な方向に形成す
る。垂直な方向の溝は溝間の幅が共振器長に等しくなる
ように形成し、平行な方向の溝はその位置が隣り合うス
トライプ電極間の大体真中にくるように形成する。垂直
方向の溝１１１が発光領域１０４に達するとこの部分が
損傷を受け、光共振器用の鏡面として十分な役割を果た
すことができず、レーザ発振をおこすことができない
が、本発明では垂直方向の溝は裏面より形成し、基板１
０２の厚さが１００〜２００μｍに比べてエピタキシャ
ル層は１０μｍ以下のため、劈開用のガイド溝としての
エッチング溝１１１を十分に深く掘ることができ、劈開
を容易にすることができる。
ために、劈開前の基板に、図１（ａ）に示すように基板
裏面よりエッチング溝１１１および１１２をストライプ
電極１０１にそれぞれ垂直および平行な方向に形成す
る。垂直な方向の溝は溝間の幅が共振器長に等しくなる
ように形成し、平行な方向の溝はその位置が隣り合うス
トライプ電極間の大体真中にくるように形成する。垂直
方向の溝１１１が発光領域１０４に達するとこの部分が
損傷を受け、光共振器用の鏡面として十分な役割を果た
すことができず、レーザ発振をおこすことができない
が、本発明では垂直方向の溝は裏面より形成し、基板１
０２の厚さが１００〜２００μｍに比べてエピタキシャ
ル層は１０μｍ以下のため、劈開用のガイド溝としての
エッチング溝１１１を十分に深く掘ることができ、劈開
を容易にすることができる。
【００１１】ストライプ電極と平行な方向についても同
様に十分な深さのエッチング溝１１２を形成する。そし
て、まずストライプ電極と垂直な方向に刃を当てて力を
加えて劈開し、次に同様にストライプ電極と平行な方向
に刃を当てて力を加えて劈開する。ストライプ電極と垂
直な方向は（１−１００）面、平行な方向は（１１−２
０）面を切り出すことになる。
様に十分な深さのエッチング溝１１２を形成する。そし
て、まずストライプ電極と垂直な方向に刃を当てて力を
加えて劈開し、次に同様にストライプ電極と平行な方向
に刃を当てて力を加えて劈開する。ストライプ電極と垂
直な方向は（１−１００）面、平行な方向は（１１−２
０）面を切り出すことになる。
【００１２】図１（ｃ）に示すように、六方結晶におい
てはＣ面に垂直な方向の劈開は、劈開が最も容易な（１
−１００）面でも結晶の周期構造の任意の点で所望の劈
開方向１３１以外にも図中１３２および１３３で示され
る比較的容易に劈開される２つの方向が存在する。した
がってガイドとなる溝なくして数個のレーザチップの幅
にわたって一方向の劈開面を得るのは立方晶の結晶に比
べてはるかに難しい。（１１−２０）面は（１−１０
０）面に比べて劈開が困難であるので、ガイドとなる溝
なくして一方向の劈開面をレーザチップの幅にわたって
得るのはさらに難しい。
てはＣ面に垂直な方向の劈開は、劈開が最も容易な（１
−１００）面でも結晶の周期構造の任意の点で所望の劈
開方向１３１以外にも図中１３２および１３３で示され
る比較的容易に劈開される２つの方向が存在する。した
がってガイドとなる溝なくして数個のレーザチップの幅
にわたって一方向の劈開面を得るのは立方晶の結晶に比
べてはるかに難しい。（１１−２０）面は（１−１０
０）面に比べて劈開が困難であるので、ガイドとなる溝
なくして一方向の劈開面をレーザチップの幅にわたって
得るのはさらに難しい。
【００１３】また、ＳｉＣは非常に硬い結晶であるので
硬度の面からもガイド溝なしでの劈開は困難である。ガ
イド溝なしで六方晶基板を劈開したときの基板の分割の
様子を図３（ｃ）に示す。図中、方向３４１は＜１−１
００＞方向、方向３４２は＜１１−２０＞方向であり、
所望の劈開方向を示す。このように、立方結晶の場合よ
りもはるかに高い確率で劈開方向からずれた方向に基板
が分割してしまう。
硬度の面からもガイド溝なしでの劈開は困難である。ガ
イド溝なしで六方晶基板を劈開したときの基板の分割の
様子を図３（ｃ）に示す。図中、方向３４１は＜１−１
００＞方向、方向３４２は＜１１−２０＞方向であり、
所望の劈開方向を示す。このように、立方結晶の場合よ
りもはるかに高い確率で劈開方向からずれた方向に基板
が分割してしまう。
【００１４】しかし本発明によれば、エッチング溝１１
１および１１２が劈開のガイド溝となり、従来の方法に
比べてはるかに高い確率で個々のレーザチップへの劈開
を成功させることができ、半導体レーザの製造歩留まり
を大幅に向上させることができる。図１（ｄ）に、本発
明における六方晶基板の劈開の様子を示す。
１および１１２が劈開のガイド溝となり、従来の方法に
比べてはるかに高い確率で個々のレーザチップへの劈開
を成功させることができ、半導体レーザの製造歩留まり
を大幅に向上させることができる。図１（ｄ）に、本発
明における六方晶基板の劈開の様子を示す。
【００１５】このように、図３（ｃ）に比べてはるかに
高い確率で基板を互いに垂直な方向に劈開することが可
能となる。本発明の効果は以上に述べたような六方晶の
結晶構造を有する半導体レーザに限るものでないことは
明らかであるが、本実施の形態で述べたように、請求項
２で述べたような六方晶基板のＣ面上にエピタキシャル
成長させた半導体結晶において特に顕著な効果を示す。
高い確率で基板を互いに垂直な方向に劈開することが可
能となる。本発明の効果は以上に述べたような六方晶の
結晶構造を有する半導体レーザに限るものでないことは
明らかであるが、本実施の形態で述べたように、請求項
２で述べたような六方晶基板のＣ面上にエピタキシャル
成長させた半導体結晶において特に顕著な効果を示す。
【００１６】（実施の形態２）図２は請求項３に示した
方法によってエッチング溝を形成したことを特徴とす
る、（実施の形態１）と同様の半導体結晶の基板および
劈開後の個々のレーザチップを示す。図２（ａ）に示す
ように、ストライプ電極と垂直な方向にはストライプ電
極の下部を避けて基板裏面より破線状のエッチング溝２
１１を形成し、平行な方向には隣り合うストライプ電極
の大体真中に連続したエッチング溝２１２を形成してい
る。
方法によってエッチング溝を形成したことを特徴とす
る、（実施の形態１）と同様の半導体結晶の基板および
劈開後の個々のレーザチップを示す。図２（ａ）に示す
ように、ストライプ電極と垂直な方向にはストライプ電
極の下部を避けて基板裏面より破線状のエッチング溝２
１１を形成し、平行な方向には隣り合うストライプ電極
の大体真中に連続したエッチング溝２１２を形成してい
る。
【００１７】この方法によれば、図２（ｂ）に示すよう
に発光領域２０４の下部にはエッチング溝２１１が存在
しないので、図１（ｂ）に示したような、エッチング溝
の方向が劈開方向からわずかにズレていることにより生
ずる段差１０６が発光領域２０４で生じにくく、さらに
歩留まりの向上した半導体レーザの製造方法を提供でき
る。なお、本実施の形態ではストライプ状電極を有する
半導体レーザを例として説明したが、本発明の効果はこ
れに限られるものではなく、別のストライプ構造の半導
体レーザにも適用できることは明らかであり、レーザチ
ップの幅に対し発光領域の幅が十分に小さい構造であれ
ば本発明を適用できる。
に発光領域２０４の下部にはエッチング溝２１１が存在
しないので、図１（ｂ）に示したような、エッチング溝
の方向が劈開方向からわずかにズレていることにより生
ずる段差１０６が発光領域２０４で生じにくく、さらに
歩留まりの向上した半導体レーザの製造方法を提供でき
る。なお、本実施の形態ではストライプ状電極を有する
半導体レーザを例として説明したが、本発明の効果はこ
れに限られるものではなく、別のストライプ構造の半導
体レーザにも適用できることは明らかであり、レーザチ
ップの幅に対し発光領域の幅が十分に小さい構造であれ
ば本発明を適用できる。
【００１８】（実施の形態３）本発明においては、実施
の形態１および２で述べたガイド溝の底と半導体のエピ
タキシャル成長層表面の距離が短いほど顕著な効果を得
ることができる。これを実現するためには、ガイド溝の
作成前に基板の裏面側を研磨することにより基板自体の
厚さを薄くするか、あるいは、ガイド溝を数１０μｍ以
上の深さに深く形成すればよい。
の形態１および２で述べたガイド溝の底と半導体のエピ
タキシャル成長層表面の距離が短いほど顕著な効果を得
ることができる。これを実現するためには、ガイド溝の
作成前に基板の裏面側を研磨することにより基板自体の
厚さを薄くするか、あるいは、ガイド溝を数１０μｍ以
上の深さに深く形成すればよい。
【００１９】基板の研磨は、ダイヤモンドの砥粒などを
用いればＳｉＣのような硬い基板でも所望の厚さに研磨
することが可能である。このようにして劈開用のガイド
溝の作成前に基板を１５０μｍ程度以下に薄くすること
により、半導体レーザのチップの劈開をより高い確率で
成功させることができる。
用いればＳｉＣのような硬い基板でも所望の厚さに研磨
することが可能である。このようにして劈開用のガイド
溝の作成前に基板を１５０μｍ程度以下に薄くすること
により、半導体レーザのチップの劈開をより高い確率で
成功させることができる。
【００２０】また、数１０μｍ以上の深さのガイド溝の
形成は、エッチングされやすい材料であればガイド溝の
エッチング用マスクを用いてウェットあるいはドライエ
ッチングにより形成可能である。また、ＳｉＣやサファ
イアのような硬い材料でもレーザ加工技術を駆使して深
い溝を形成することができる。さらに、試料基板の比抵
抗がある基準値以下であれば、火花放電による放電加工
も可能である。このようにしてガイド溝をより深く形成
することにより、互いに垂直な方向の劈開がより行いや
すくなり、実施の形態１および２で述べた本発明の効果
をより顕著なものにすることができる。
形成は、エッチングされやすい材料であればガイド溝の
エッチング用マスクを用いてウェットあるいはドライエ
ッチングにより形成可能である。また、ＳｉＣやサファ
イアのような硬い材料でもレーザ加工技術を駆使して深
い溝を形成することができる。さらに、試料基板の比抵
抗がある基準値以下であれば、火花放電による放電加工
も可能である。このようにしてガイド溝をより深く形成
することにより、互いに垂直な方向の劈開がより行いや
すくなり、実施の形態１および２で述べた本発明の効果
をより顕著なものにすることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ストライ
プ状の発光領域を有する半導体レーザにおいて、基板側
よりストライプと垂直および平行な方向にエッチング等
により溝を形成しこの溝に沿って半導体結晶を劈開する
ことにより、半導体レーザの製造の歩留まりを向上させ
ることができる。
プ状の発光領域を有する半導体レーザにおいて、基板側
よりストライプと垂直および平行な方向にエッチング等
により溝を形成しこの溝に沿って半導体結晶を劈開する
ことにより、半導体レーザの製造の歩留まりを向上させ
ることができる。
【図１】本発明の実施の形態１における半導体基板およ
びレーザチップおよび結晶軸の方向を示す図
びレーザチップおよび結晶軸の方向を示す図
【図２】本発明の実施の形態２における半導体基板およ
びレーザチップを示す図
びレーザチップを示す図
【図３】従来の半導体レーザの製造方法における半導体
基板およびレーザチップを示す図
基板およびレーザチップを示す図
１０１，２０１，３０１ ストライプ電極 １０２，２０２，３０２ 半導体基板 １０４，２０４，３０４ 発光領域 １０５，２０５，３０５ ｎ型電極 １０６，３０６ 劈開による段差 １１１，１１２，２１１，２１２，３１１ エッチング
溝 １３１，１３２，１３３ 結晶軸の方向
溝 １３１，１３２，１３３ 結晶軸の方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 明彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 上村 信行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 長谷川 義晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】半導体結晶中にストライプ状の発光領域を
有する半導体レーザにおいて、上記半導体結晶の基板側
より上記ストライプと垂直および平行な方向に溝を形成
し上記溝に沿って上記半導体結晶を劈開することを特徴
とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】半導体結晶が六方晶基板の（０００１）面
すなわちＣ面上にエピタキシャル成長されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザの製造
方法。 - 【請求項３】前記溝が少なくとも一方の方向で破線状に
形成されていることを特徴とする請求項１または２に記
載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】前記溝をエッチングにより形成することを
特徴とする請求項１、２または３に記載の半導体レーザ
の製造方法。 - 【請求項５】前記溝をレーザ加工により形成することを
特徴とする請求項１、２または３に記載の半導体レーザ
の製造方法。 - 【請求項６】前記溝を放電加工により形成することを特
徴とする請求項１、２または３に記載の半導体レーザの
製造方法。 - 【請求項７】前記溝を形成する前に前記半導体結晶の基
板側を研磨して、基板の厚さを薄くする工程を具備する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載
の半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8209940A JPH1070335A (ja) | 1996-06-20 | 1996-08-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15936996 | 1996-06-20 | ||
| JP8-159369 | 1996-06-20 | ||
| JP8209940A JPH1070335A (ja) | 1996-06-20 | 1996-08-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070335A true JPH1070335A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=26486192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8209940A Pending JPH1070335A (ja) | 1996-06-20 | 1996-08-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1070335A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003017790A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物系半導体素子及び製造方法 |
| JP2005136093A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Nec Corp | 半導体素子およびその製造方法 |
| JP2005159278A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-06-16 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子、及びその製造方法 |
| JP2006203171A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体素子及びその製造方法 |
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