(57)【要約】【課題】半導体装置の性能を向上する。【解決手段】例えば、複数のリッジストライプＲＳが形成されたレーザ形成領域ＬＦＲを複数有する半導体レーザにおいて、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲが設けられており、この劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬが設けられている。これにより、半導体レーザの劈開面を形成する際、予め、劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬが形成されているため、良好な劈開面を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体材料を構成材料とし、かつ、劈開面を有する半導体チップを備え、
前記半導体チップは、
（ａ）複数のレーザ形成領域と、
（ｂ）前記複数のレーザ形成領域の間に設けられた複数の劈開導入領域と、有し、
前記複数の劈開導入領域のそれぞれには、前記劈開面に沿った劈開導入ラインが形成されている、半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
平面的に見た前記半導体チップの形状は、長辺と短辺とを有する長方形形状をしており、
前記半導体チップの前記長辺に沿った側面が前記劈開面である、半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記劈開導入ラインは、前記半導体チップの上面から露出している、半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置において、
前記劈開導入ラインの深さは、前記半導体チップの厚さよりも小さい、半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記劈開面における前記劈開導入ラインの形状は、左右非対称の形状である、半導体装置。
【請求項６】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記複数のレーザ形成領域と、前記複数の劈開導入領域は、前記半導体チップの長辺方向に沿って、交互に配置されている、半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記複数のレーザ形成領域のそれぞれには、前記半導体チップの短辺方向に延在する複数のリッジストライプが形成されている、半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記複数のレーザ形成領域のそれぞれには、
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第１導電型の窒化物半導体層からなる第１クラッド層と、
前記第１クラッド層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された前記複数のリッジストライプと、
が形成され、
前記複数のリッジストライプには、前記第１導電型とは逆導電型である第２導電型の窒化物半導体層からなる第２クラッド層が含まれる、半導体装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置において、
前記複数の劈開導入領域のそれぞれの内部領域であって、前記劈開導入ラインよりも前記複数のレーザ形成領域のそれぞれに近い領域に、前記半導体チップの前記短辺方向に延在する溝部が形成されている、半導体装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置において、
前記溝部は、前記活性層を貫通するように形成されている、半導体装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の半導体装置において、
前記複数の劈開導入領域のそれぞれの内部領域に、前記劈開導入ラインを囲むように溝部が形成されている、半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体装置において、
前記溝部は、前記活性層を貫通するように形成されている、半導体装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の半導体装置において、
前記劈開導入領域の上面の高さは、前記複数のリッジストライプのそれぞれの上面の高さと同じである、半導体装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体装置において、
前記劈開導入ラインは、前記半導体チップの裏面から露出し、かつ、前記活性層にまで達しないように形成されている、半導体装置。
【請求項１５】
窒化物半導体材料を構成材料とする半導体ウェハであって、
複数のチップ領域と、
前記複数のチップ領域を区画する境界線領域と、を有し、
前記複数のチップ領域のそれぞれは、
（ａ）複数のレーザ形成領域と、
（ｂ）前記複数のレーザ形成領域の間に設けられた複数の劈開導入領域と、有し、
前記複数の劈開導入領域のそれぞれと前記境界線領域との境界線上には、前記境界線に沿った劈開導入ラインが形成されている、半導体ウェハ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の半導体ウェハであって、
前記複数のチップ領域は、平面的に見て、長辺と短辺を有する長方形形状をしており、
前記劈開導入ラインは、前記複数のチップ領域のそれぞれの長辺方向に沿って形成されている、半導体ウェハ。
【請求項１７】
（ａ）窒化物半導体材料を構成材料とする半導体ウェハであって、複数のチップ領域と、前記複数のチップ領域を区画する境界線領域と、を有し、前記複数のチップ領域のそれぞれは、複数のレーザ形成領域と、前記複数のレーザ形成領域の間に設けられた複数の劈開導入領域と、を有する前記半導体ウェハを用意する工程、
（ｂ）前記境界線領域に沿った劈開導入ラインを形成する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記劈開導入ラインを形成した前記境界線領域に沿って、前記複数のチップ領域を劈開する工程、を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程は、レーザスクライブ法を使用することにより、前記劈開導入ラインを形成する、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造技術並びに半導体ウェハに関し、例えば、窒化物半導体材料を構成材料とする半導体装置およびその製造技術並びに半導体ウェハに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００２−１８５０８２号公報（特許文献１）には、単一の半導体チップ内に、例えば、４μｍ幅のリッジストライプが２０μｍ間隔で５つ形成されている例が記載されている。
【０００３】
特開２００３−６９１５２号公報（特許文献２）には、単一の半導体チップ内に、例えば、１．６μｍ幅のレーザストライプを４つ並べた構造が記載されている。
【０００４】
特開２００３−３１９０５号公報（特許文献３）には、端面からレーザ光を出射するビームを半導体基板の一面に並んで複数配置し、各ビームが半導体基板の一面に設けられた分離溝によって、互いに電気的に分離されている構造が記載されている。
【０００５】
特開２００８−１３５７８５号公報（特許文献４）には、レーザ照射により、半導体ウェハの表面に溝部と、溝部の内部に加工変質部と、からなるブレイクラインを形成し、このブレイクラインに沿って、半導体ウェハを分離する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８５０８２号公報
【特許文献２】特開２００３−６９１５２号公報
【特許文献３】特開２００３−３１９０５号公報
【特許文献４】特開２００８−１３５７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
窒化物半導体材料を利用した半導体レーザは、高密度光ディスク用などの光源として発展してきたが、近年では、プロジェクタ、照明、加工光源に代表される様々な応用領域への展開が期待されている。この点に関し、上述した様々な応用領域への半導体レーザの適用にあたって、半導体レーザには、さらなる高出力化が求められている。
【０００８】
一般的に、半導体レーザを光源とする装置において、光源の大幅な高出力化が必要とされる場合、単一の半導体チップ内に、複数のレーザ光を出射するレーザ形成領域を設けて、レーザアレイ化することが考えられ、例えば、窒化物半導体材料を利用した半導体レーザにおいても、レーザアレイ化が検討されている。
【０００９】
半導体レーザをレーザアレイ化する場合、単一の半導体チップ内に複数のレーザ形成領域を形成することから、半導体チップのサイズが大きくなる。一方、半導体レーザを形成した半導体チップでは、半導体レーザの共振器を構成するために、半導体ウェハを複数の半導体チップに分割する際、スクライブ領域に沿って劈開して、半導体チップの側面に劈開面を形成することが行なわれている。
【００１０】
この点に関し、半導体レーザをレーザアレイ化する場合、半導体チップのサイズが大きくなることから、単一の半導体レーザを形成した半導体チップに比べて、劈開する長さが長くなり、良好な劈開面を形成するために工夫が必要となる。特に、窒化物半導体材料は、硬くてもろいという性質があるため、劈開工程において、意図しない方向にクラックが入りやすく、良好な劈開面を形成する技術が望まれている。
【００１１】
つまり、窒化物半導体材料を利用した半導体レーザをレーザアレイ化する場合には、窒化物半導体材料自体の硬くてもろいという物性と、半導体チップのサイズの増大に伴う劈開の長さの増大との相乗要因によって、良好な劈開面を得るために、劈開工程において一層の工夫が必要とされるのである。
【００１２】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一実施の形態における半導体装置は、複数のレーザ形成領域の間に設けられた複数の劈開導入領域を有し、複数の劈開導入領域のそれぞれには、劈開面に沿った劈開導入ラインが形成されている。
【００１４】
また、一実施の形態における半導体ウェハには、複数のレーザ形成領域の間に設けられた複数の劈開導入領域が形成され、複数の劈開導入領域のそれぞれと境界線領域との境界線上には、境界線に沿った劈開導入ラインが形成されている。
【００１５】
さらに、一実施の形態における半導体装置の製造方法は、複数の劈開導入領域のそれぞれと境界線領域との境界領域に、境界線領域に沿った劈開導入ラインを形成した後、劈開導入ラインを形成した境界線領域に沿って、複数のチップ領域を劈開するものである。
【発明の効果】
【００１６】
一実施の形態によれば、半導体装置の性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１における半導体レーザを形成した半導体チップを示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図３】実施の形態１における半導体チップにおいて、レーザ形成領域近傍の断面構造を示す断面図である。
【図４】実施の形態１における半導体チップに形成されている劈開導入領域の近傍領域を示す平面図である。
【図５】図４に示す半導体チップの長辺近傍の断面を示す断面図である。
【図６】実施の形態１における半導体ウェハを示す平面図である。
【図７】実施の形態１における半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】図７に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図９】図８に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１０】図９に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１４】劈開導入領域に劈開導入ラインを形成した後の半導体ウェハの一部領域を示す平面図である。
【図１５】図１４に続く半導体装置の製造工程を示す平面図である。
【図１６】図１５に続く半導体装置の製造工程を示す平面図である。
【図１７】（ａ）は、レーザ光の照射パワーをＩＮ側からＯＵＴ側にわたって一定に保ちながら、レーザ光をスキャンすることにより形成される劈開導入ラインを上面から見た図であり、（ｂ）は、その劈開導入ラインの断面形状を示す図である。
【図１８】（ａ）は、実施の形態１における調整型レーザスクライブ法で形成される劈開導入ラインを上面から見た図であり、（ｂ）は、その劈開導入ラインの断面形状を示す図である。
【図１９】実施の形態２における半導体チップの構成を示す平面図である。
【図２０】図１９のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図２１】図１９のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。
【図２２】実施の形態３における半導体チップを表面側（素子形成面側）から見た構成を示す平面図である。
【図２３】実施の形態３における半導体チップを裏面側から見た構成を示す平面図である。
【図２４】図２２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図２５】実施の形態３における半導体チップの表面側（素子形成面側）にヒートシンクを取り付けた状態を示す断面図である。
【図２６】実施の形態３における半導体チップの裏面に形成されている劈開導入領域の近傍領域を示す平面図である。
【図２７】図２６に示す半導体チップの長辺近傍の断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１９】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２０】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２１】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２２】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２３】
（実施の形態１）
＜実施の形態１における特徴の概要＞
本実施の形態１における技術的思想は、窒化物半導体材料を構成材料とし、かつ、複数のリッジストライプ（レーザストライプ）を有するアレイ型の半導体レーザに関する技術的思想である。そして、本実施の形態１における技術的思想では、複数のリッジストライプが形成されたレーザ形成領域を複数有する半導体レーザにおいて、互いに隣り合うレーザ形成領域の間に劈開導入領域が設けられており、この劈開導入領域に劈開導入ラインが設けられていることを特徴としている。
【００２４】
これにより、本実施の形態１における半導体レーザの劈開面を形成する際、予め、劈開導入領域に劈開導入ラインが形成されているため、良好な劈開面を形成することができる。つまり、本実施の形態１における技術的思想を利用することにより、従来技術よりも長さの長い半導体チップにおいて、良好な劈開面を形成することができる。すなわち、従来技術よりも長さの長い半導体チップにおいても、良好な劈開面を形成できるということは、互いに隣り合うリッジストライプの間隔を熱干渉の抑制可能な範囲に設定しながら、従来技術よりも多くのリッジストライプを有する半導体レーザを製造することができることを意味する。このことから、本実施の形態１における技術的思想を使用すれば、適切な間隔でリッジストライプを配置するとともに、リッジストライプの本数を増やした半導体レーザを製造することができ、これによって、数十ワット級の出力を有する窒化物半導体系の半導体レーザを提供することができる。以下に、本実施の形態１における技術的思想を適用した半導体装置（半導体レーザ）について、具体的に説明することにする。
【００２５】
＜実施の形態１における半導体装置の構成＞
図１は、本実施の形態１における半導体レーザを形成した半導体チップＣＨＰを示す平面図である。図１において、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰは、長辺ＬＳと短辺ＳＳとを有する長方形形状をしており、例えば、長辺ＬＳはＸ方向に延在し、短辺ＳＳはＸ方向と直交するＹ方向に延在している。
【００２６】
長方形形状をした半導体チップＣＨＰには、複数のレーザ形成領域ＬＦＲと、複数の劈開導入領域ＣＩＲが設けられている。複数のレーザ形成領域ＬＦＲは、長辺ＬＳが延在するＸ方向に並ぶように配置されている。そして、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間には、劈開導入領域ＣＩＲが配置されており、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰには、複数の劈開導入領域ＣＩＲが設けられている。
【００２７】
例えば、図１においては、半導体チップＣＨＰに５つのレーザ形成領域ＬＦＲがＸ方向に並んで配置されている。このとき、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲが設けられており、半導体チップＣＨＰ全体では、４つの劈開導入領域ＣＩＲが設けられている。
【００２８】
以上のことから，本実施の形態１における半導体チップＣＨＰでは、レーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲが挿入されるようにして、５つのレーザ形成領域ＬＦＲと、４つの劈開導入領域ＣＩＲがＸ方向に並ぶように配置されていることになる。
【００２９】
次に、図１に示すように、複数のレーザ形成領域ＬＦＲのそれぞれには、複数のリッジストライプＲＳが形成されている。これらのリッジストライプＲＳのそれぞれは、例えば、図１に示すように、Ｙ方向に延在するように形成され、Ｙ方向に延在する複数のリッジストライプＲＳがＸ方向に並ぶように配置されていることになる。例えば、図１に示すように、１つのレーザ形成領域ＬＦＲには、３本のリッジストライプＲＳが配置されている。したがって、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰには、５つのレーザ形成領域ＬＦＲがあり、個々のレーザ形成領域ＬＦＲに３本のリッジストライプＲＳが形成されていることから、半導体チップＣＨＰ全体では、１５本のリッジストライプＲＳが配置されていることになる。
【００３０】
続いて、図１に示すように、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲに挟まれるように、劈開導入領域ＣＩＲが配置されており、この劈開導入領域ＣＩＲとレーザ形成領域ＬＦＲの境界領域には、溝部ＤＩＴが形成されている。この溝部ＤＩＴは、半導体チップＣＨＰの短辺ＳＳが延びるＹ方向に延在するように形成されている。具体的には、図１に示すように、劈開導入領域ＣＩＲの左端部領域と右端部領域のそれぞれに、１本ずつ溝部ＤＩＴが形成されており、それぞれの溝部ＤＩＴは、短辺ＳＳに沿って延在するように形成されていることになる。言い換えれば、図１に示すように、複数のレーザ形成領域ＬＦＲのそれぞれを挟むように溝部ＤＩＴが形成されていることになる。
【００３１】
そして、劈開導入領域ＣＩＲにおいては、溝部ＤＩＴの内側領域であって、半導体チップＣＨＰの長辺ＬＳで規定される上端部近傍および下端部近傍に劈開導入ラインＣＩＬが形成されている。具体的に、複数の劈開導入領域ＣＩＲのそれぞれには、一対の長辺ＬＳのそれぞれに沿うように、劈開導入ラインＣＩＬが設けられていることから、１つの劈開導入領域ＣＩＲには、２本の劈開導入ラインＣＩＬが形成されていることになる。
【００３２】
本実施の形態１における半導体チップＣＨＰでは、劈開導入ラインＣＩＬが形成されている長辺方向の側面が劈開面となっている。つまり、劈開面は、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているリッジストライプＲＳの延在方向であるＹ方向と直交する側面が劈開面を構成していることになる。この劈開面が半導体レーザのレーザ端面となる。
【００３３】
一方、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰにおいては、半導体チップＣＨＰの短辺ＳＳに沿ってブレイクラインＢＬが形成されている。このブレイクラインＢＬが形成されている短辺ＳＳの側面は、劈開面とはなっていない。
【００３４】
以上のことから、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰにおいては、半導体チップＣＨＰの短辺ＳＳの側面は劈開面となっていない一方、半導体チップＣＨＰの長辺ＬＳの側面がレーザ端面として機能する劈開面となっている。このように、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰは、長方形形状をしており、長方形形状の長辺ＬＳに沿って劈開面が形成されていることになる。この結果、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰでは、劈開面の長さが長くなるという特徴がある。
【００３５】
劈開導入ラインＣＩＬの長さは、良好な劈開面を形成する観点から、図１に示すレーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲを合わせた幅Ｗ２の３０％程度よりも大きいことが望ましく、劈開導入領域ＣＩＲの幅Ｗ１よりも小さいことが望ましい。
【００３６】
このとき、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲを合わせた幅Ｗ２は、良好な劈開面を形成する観点から、例えば、半導体チップＣＨＰの厚さが１００μｍの場合、４００μｍ程度以下であることが望ましい。一方、半導体レーザの動作時の発熱に起因する各レーザ形成領域ＬＦＲ間の熱干渉を抑制する観点から、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲを合わせた幅Ｗ２は、例えば、１００μｍ以上あることが望ましい。この幅Ｗ２は、素子収量等も含めたこれらの関係を考慮して決定される。また、溝部ＤＩＴの幅ＷＤは、例えば、１μｍ以上あればよい。
【００３７】
これらの関係から、レーザ形成領域ＬＦＲの幅Ｗ３が決定される。例えば、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲを合わせた幅Ｗ２＝３００μｍ、溝部ＤＩＴの幅ＷＤ＝５μｍ、劈開導入ラインＣＩＬの長さ＝９０μｍ、劈開導入領域ＣＩＲの幅Ｗ１＝１１０μｍとした場合、レーザ形成領域ＬＦＲの幅Ｗ３＝Ｗ２−Ｗ１＝１９０μｍとなる。このように決定されるレーザ形成領域ＬＦＲ内に、単一または複数のリッジストライプＲＳを形成することができる。
【００３８】
溝部ＤＩＴとリッジストライプＲＳとの間の間隔Ｌ１（後述する図３を参照）は、半導体レーザの発振特性への影響を避ける観点から、リッジストライプＲＳの幅ＷＳよりも大きくすることが望ましい。本実施の形態１では、例えば、幅ＷＳ＝５μｍのリッジストライプＲＳを７０μｍ間隔で３本配置し、リッジストライプＲＳと溝部ＤＩＴの間の間隔は、１７．５μｍとすることができる。ただし、リッジストライプＲＳの幅ＷＳ、本数および間隔は、半導体レーザの所望の発振特性等を考慮して選択することができる。また、各リッジストライプＲＳの幅ＷＳや間隔は、均一であってもよいし、不均一であってもよい。同様に、レーザ形成領域ＬＦＲの幅Ｗ３や、劈開導入領域ＣＩＲの幅Ｗ１等についても、それぞれの値が上述した条件を満たしていれば、均一であっても、不均一であってもよい。なお、半導体レーザの共振器長である半導体チップＣＨＰの長辺ＬＳ間の距離についても、所望のデバイス特性を考慮して適切な値を選択することができる。
【００３９】
次に、図２は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図２に示すように、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰは、半導体基板１Ｓを有しており、この半導体基板１Ｓに複数のレーザ形成領域ＬＦＲと、複数の劈開導入領域ＣＩＲが形成されている。具体的に、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰでは、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲが交互に配置されており、個々のレーザ形成領域ＬＦＲには、半導体基板１Ｓから突出する３本のリッジストライプＲＳが形成され、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲの境界領域には、溝部ＤＩＴが形成されている。一方、半導体基板１Ｓには、半導体レーザの発光層として機能する活性層ＭＱＷが形成されており、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲの境界領域に設けられている溝部ＤＩＴは、この活性層ＭＱＷを貫くように形成されている。
【００４０】
本実施の形態１における半導体チップＣＨＰは、上記のように構成されており、次に、半導体チップＣＨＰに形成されているレーザ形成領域ＬＦＲの詳細な構成について説明することにする。
【００４１】
＜レーザ形成領域の構成＞
半導体チップＣＨＰに形成されているレーザ形成領域ＬＦＲは、半導体レーザとして機能する領域である。以下では、レーザ形成領域ＬＦＲにおいて、半導体レーザとして機能する構成について説明し、その後、半導体レーザの簡単な動作について説明する。
【００４２】
図３は、本実施の形態１における半導体チップにおいて、レーザ形成領域ＬＦＲ近傍の断面構造を示す断面図である。図３において、劈開導入領域ＣＩＲに挟まれるように、レーザ形成領域ＬＦＲが形成されている。このレーザ形成領域ＬＦＲには、例えば、ｎ型ＧａＮからなる半導体基板１Ｓが形成され、この半導体基板１Ｓ上にｎ型クラッド層ＮＣＬＤが形成されている。そして、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤ上に光導波路層ＯＷＧ１が形成され、この光導波路層ＯＷＧ１上に活性層ＭＱＷが形成されている。さらに、活性層ＭＱＷ上には、光導波路層ＯＷＧ２が形成され、この光導波路層ＯＷＧ２上に、電流狭窄層を構成するｐ型クラッド層ＰＣＬＤおよびｐ型コンタクト層ＰＣＮＴが形成されている。
【００４３】
図３に示すように、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤと、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤ上に設けられたｐ型コンタクト層ＰＣＮＴは、リッジストライプ形状に加工されており、例えば、レーザ形成領域ＬＦＲには、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤと、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤ上に設けられたｐ型コンタクト層ＰＣＮＴからなるリッジストライプＲＳが３本形成されている。このリッジストライプＲＳは、電流狭窄層と機能するとともに、水平方向の屈折率導波機構としても機能する。そして、リッジストライプＲＳの一部を構成するｐ型コンタクト層ＰＣＮＴ上にｐ側電極ＰＥが設けられており、このｐ側電極ＰＥは、３本のリッジストライプＲＳにわたって形成されている。したがって、ｐ側電極ＰＥは、３本のリッジストライプＲＳに共通の電極となっている。一方、半導体基板１Ｓの裏面には、ｎ側電極ＮＥが形成されている。
【００４４】
また、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲの境界領域には、溝部ＤＩＴが形成されており、この溝部ＤＩＴは、光導波路層ＯＷＧ２、活性層ＭＱＷ、光導波路層ＯＷＧ１を貫通し、溝部ＤＩＴの底部がｎ型クラッド層ＮＣＬＤに達するように形成されている。そして、レーザ形成領域ＬＦＲにおいて、リッジストライプＲＳが形成されていない表面領域には、絶縁膜ＩＦ１が形成されており、この絶縁膜ＩＦ１は、溝部ＤＩＴの内壁も覆うように形成されている。
【００４５】
図３において、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤは、例えば、厚さが３μｍで、かつ、ｎ型不純物であるシリコン（Ｓｉ）が導入されたＡｌＧａＮ層から構成されている。一方、光導波路層ＯＷＧ１および光導波路層ＯＷＧ２は、例えば、厚さが０．１μｍ程度のＧａＮ層から構成されている。また、活性層ＭＱＷは、ＩｎＧａＮ層からなる量子井戸層と、ＩｎＧａＮ層からなる障壁層（バリア層）を交互に積層した量子井戸構造から構成されている。そして、量子井戸層を構成するＩｎＧａＮ層のインジウム組成と、障壁層を構成するＩｎＧａＮ層のインジウム組成は異なっており、所望の発振波長に応じて、インジウム組成と層厚が調整される。ｐ型クラッド層ＰＣＬＤは、例えば、厚さが０．５μｍで、かつ、ｐ型不純物であるマグネシウム（Ｍｇ）が導入されたＡｌＧａＮ層から構成される。ｐ型コンタクト層ＰＣＮＴは、例えば、厚さが０．１μｍで、かつ、ｐ型不純物であるマグネシウムが導入されたＧａＮ層から構成される。また、ｐ側電極ＰＥは、例えば、パラジウム（Ｐｄ）とプラチナ（Ｐｔ）の積層膜から構成される一方、ｎ側電極ＮＥは、例えば、チタン（Ｔｉ）と金（Ａｕ）の積層膜から構成される。さらに、絶縁膜ＩＦ１は、例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）から構成される。なお、これらの層や膜の厚さや組成等は、半導体レーザの所望の特性等を考慮して適宜変更することが可能である。また、図示していないが、レーザ端面（劈開面）には、反射率の調整やレーザ端面を保護するための誘電体多層膜を形成することもできる。
【００４６】
＜半導体レーザの動作＞
レーザ形成領域ＬＦＲに形成されている半導体レーザは上記のように構成されており、以下に、その動作について簡単に説明する。
【００４７】
まず、ｐ側電極ＰＥに正電圧を印加するとともに、半導体基板１Ｓの裏面に形成されたｎ側電極ＮＥに負電圧を印加する。これにより、本実施の形態１における半導体レーザでは、ｐ側電極ＰＥからｎ側電極ＮＥに向かって順方向電流が流れる。これにより、ｐ側電極ＰＥからリッジストライプ（ｐ型コンタクト層ＰＣＮＴおよびｐ型クラッド層ＰＣＬＤ）および光導波路層ＯＷＧ２を介して活性層ＭＱＷに正孔が注入される。一方、ｎ側電極ＮＥからは、半導体基板１Ｓに電子が注入され、注入された電子は、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤおよび光導波路層ＯＷＧ１を介して、活性層ＭＱＷに注入される。
【００４８】
活性層ＭＱＷでは、注入された正孔と電子によって反転分布が形成され、電子が伝導帯から価電子帯に誘導放出によって遷移することにより、位相の揃った光が発生する。そして、活性層ＭＱＷで発生した光は、活性層ＭＱＷよりも屈折率の低い周囲の半導体層（ｐ型クラッド層ＰＣＬＤおよびｎ型クラッド層ＮＣＬＤ）により、活性層ＭＱＷ内に閉じ込められる。そして、活性層ＭＱＷ内に閉じ込められている光は、半導体レーザに形成されている劈開面（レーザ端面）からなる共振器を往復することにより、さらなる誘導放出によって増幅される。その後、活性層ＭＱＷ内でレーザ光が発振して、半導体チップＣＨＰからレーザ光が射出される。このとき、リッジストライプＲＳが形成されていることにより、活性層ＭＱＷで発振するレーザ光の光モード（横モード）が基本モードとなる。このようにして、本実施の形態１における半導体レーザが動作することになる。つまり、本実施の形態１における半導体レーザでは、リッジストライプＲＳの下部に存在する活性層ＭＱＷの領域からレーザ光が射出される。
【００４９】
この点に関し、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰでは、図１に示すように、５つのレーザ形成領域ＬＦＲが形成され、かつ、個々のレーザ形成領域ＬＦＲには、３本のリッジストライプＲＳが形成されている。このことから、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰにおいては、１５本のリッジストライプＲＳに対応して、レーザ光が射出されるレーザスポットが形成されることになり、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰからは、高出力のレーザ光を射出することができることがわかる。
【００５０】
＜劈開導入領域の構成＞
次に、レーザ形成領域ＬＦＲで挟まれた劈開導入領域ＣＩＲの構成について説明する。
【００５１】
図４は、本実施の形態１における半導体チップに形成されている劈開導入領域ＣＩＲの近傍領域を示す平面図である。図４に示すように、レーザ形成領域ＬＦＲで挟まれた劈開導入領域ＣＩＲの左端部近傍および右端部近傍には、溝部ＤＩＴが形成されており、劈開導入領域ＣＩＲの下端部が、半導体チップの長辺ＬＳで規定されている。そして、この劈開導入領域ＣＩＲの下端部の長辺ＬＳには、劈開導入領域ＣＩＲの左端部近傍に形成されている溝部ＤＩＴと、劈開導入領域ＣＩＲの右端部近傍に形成されている溝部ＤＩＴに挟まれるように、劈開導入ラインＣＩＬが形成されている。なお、図４では、劈開導入領域ＣＩＲの下端部近傍について図示されているが、図示されていない劈開導入領域ＣＩＲの上端部近傍についても同様の構成をしている。つまり、劈開導入領域ＣＩＲの下端部と、劈開導入領域ＣＩＲの上端部とは、同様の構成をしているため、主に、劈開導入領域ＣＩＲの下端部近傍に着目して説明することにする。
【００５２】
次に、図５は、図４に示す半導体チップの長辺ＬＳ近傍の断面を示す断面図である。図５において、劈開導入領域ＣＩＲには、例えば、ｎ型ＧａＮからなる半導体基板１Ｓが形成され、この半導体基板１Ｓ上にｎ型クラッド層ＮＣＬＤが形成されている。そして、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤ上に光導波路層ＯＷＧ１が形成され、この光導波路層ＯＷＧ１上に活性層ＭＱＷが形成されている。さらに、活性層ＭＱＷ上には、光導波路層ＯＷＧ２が形成され、この光導波路層ＯＷＧ２上に、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤが形成されている。一方、半導体基板１Ｓの裏面には、ｎ側電極ＮＥが形成されている。
【００５３】
また、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲの境界領域には、溝部ＤＩＴが形成されており、この溝部ＤＩＴは、光導波路層ＯＷＧ２、活性層ＭＱＷ、光導波路層ＯＷＧ１を貫通し、溝部ＤＩＴの底部がｎ型クラッド層ＮＣＬＤに達するように形成されている。そして、劈開導入領域ＣＩＲの表面領域には、絶縁膜ＩＦ１が形成されており、この絶縁膜ＩＦ１は、溝部ＤＩＴの内壁も覆うように形成されている。
【００５４】
そして、本実施の形態１では、劈開導入領域ＣＩＲの左端部近傍に形成されている溝部ＤＩＴと、劈開導入領域ＣＩＲの右端部近傍に形成されている溝部ＤＩＴに挟まれるように、劈開導入ラインＣＩＬが形成されている。この劈開導入ラインＣＩＬの断面形状（側面形状）は、舟形をしており、この劈開導入ラインＣＩＬは、劈開導入領域ＣＩＲの表面から、絶縁膜ＩＦ１、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤ、光導波路層ＯＷＧ２、活性層ＭＱＷ、光導波路層ＯＷＧ１、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤを貫通し、劈開導入ラインＣＩＬの底部が半導体基板１Ｓに達するように形成されている。すなわち、本実施の形態１において、劈開導入ラインＣＩＬは、半導体チップの上面から露出し、かつ、劈開導入ラインＣＩＬの深さは、半導体チップの厚さよりも小さくなるように構成されていることになる。
【００５５】
この劈開導入ラインＣＩＬは、例えば、レーザスクライブ法を使用することにより形成されており、劈開面に相当する部分が最も深くなるようなＶ字型形状となっている。この劈開導入ラインＣＩＬに沿って劈開面が形成される結果、図４に示すように、劈開導入ラインＣＩＬの一部が半導体チップＣＨＰに残存することになる。そして、この半導体チップＣＨＰに残存する劈開導入ラインＣＩＬの底部は、図５に示すように、活性層ＭＱＷよりも下部に達している。
【００５６】
＜実施の形態１における半導体装置の製造方法＞
本実施の形態１における半導体装置は、上記のように構成されており、以下に、その製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００５７】
まず、図６に示すように、略円盤形状をした窒化物半導体材料を構成材料とする半導体ウェハＷＦを用意する。この半導体ウェハＷＦには、複数のチップ領域ＣＲが形成されており、複数のチップ領域ＣＲは、境界線領域ＢＯＲで区画されている。そして、複数のチップ領域ＣＲのそれぞれは、長辺と短辺とを有する長方形形状をしている。
【００５８】
以下に示す図７〜図１３においては、１つのチップ領域ＣＲ内の一部領域を図示して説明することにする。具体的には、図７〜図１３では、チップ領域ＣＲ内において、１つの劈開導入領域ＣＩＲと、この劈開導入領域ＣＩＲを挟む一対のレーザ形成領域ＬＦＲを図示して説明することにする。
【００５９】
図７に示すように、例えば、ｎ型ＧａＮ基板からなる半導体基板（半導体ウェハ）１Ｓ上に、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）等を使用することにより、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤ、光導波路層ＯＷＧ１、活性層ＭＱＷ、光導波路層ＯＷＧ２、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤ、ｐ型コンタクト層ＰＣＮＴを順次積層する。
【００６０】
このとき、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤは、例えば、ｎ型不純物であるシリコン（Ｓｉ）が導入されたＡｌＧａＮ層から形成され、光導波路層ＯＷＧ１および光導波路層ＯＷＧ２は、例えば、ＧａＮ層から形成される。また、活性層ＭＱＷは、ＩｎＧａＮ層からなる量子井戸層と、ＩｎＧａＮ層からなる障壁層を交互に積層した量子井戸構造から形成されている。そして、量子井戸層を構成するＩｎＧａＮ層のインジウム組成と、障壁層を構成するＩｎＧａＮ層のインジウム組成は異なっており、所望の発振波長に応じて、インジウム組成と層厚が調整される。ｐ型クラッド層ＰＣＬＤは、例えば、ｐ型不純物であるマグネシウム（Ｍｇ）が導入されたＡｌＧａＮ層から構成され、ｐ型コンタクト層ＰＣＮＴは、例えば、ｐ型不純物であるマグネシウムが導入されたＧａＮ層から形成されている。
【００６１】
次に、図８に示すように、フォトリソグラフィ技術を使用することにより、溝部形成領域以外を覆うエッチングマスクを形成する。そして、このエッチングマスクを形成した状態で、例えば、塩素系ガスを使用したドライエッチング技術により、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤの途中までエッチングする。これにより、溝部ＤＩＴが形成される。この溝部ＤＩＴは、図８に示すように、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲとの境界領域に接する劈開導入領域ＣＩＲの端部領域に形成される。
【００６２】
続いて、図９に示すように、フォトリソグラフィ技術を使用することにより、所望の幅を有するストライプ形状のエッチングマスクを形成する。そして、このエッチングマスクを形成した状態で、例えば、塩素系ガスを使用したドライエッチング技術により、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤの途中までエッチングする。これにより、レーザ形成領域ＬＦＲに、所望の幅のリッジストライプＲＳが形成される。例えば、図９では、各レーザ形成領域ＬＦＲに３本のリッジストライプＲＳが形成されている様子が示されている。このとき、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤをエッチングする深さは、半導体レーザの水平横モード特性、電流−光出力特性、電流−電圧特性等に影響を与えるため、要求されるデバイス特性等を考慮して、最適な値を選択する。
【００６３】
その後、図１０に示すように、半導体基板１Ｓの主面である素子形成面の全面に絶縁膜ＩＦ１を形成する。絶縁膜ＩＦ１は、例えば、酸化シリコン膜等から形成され、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を使用することにより形成することができる。図１０に示すように、絶縁膜ＩＦ１は、例えば、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているリッジストライプＲＳを覆うように形成されるとともに、劈開導入領域ＣＩＲの端部領域に形成されている溝部ＤＩＴの内壁にも形成される。
【００６４】
次に、図１１に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、ｐ側電極形成領域に形成されている絶縁膜ＩＦ１を除去した後、パラジウム膜およびプラチナ膜を、例えば、蒸着法で積層形成する。そして、積層したパラジウム膜およびプラチナ膜をパターニングした後、適当な条件で加熱してアロイ処理（合金処理）することにより、ｐ側電極ＰＥを形成する。このｐ側電極ＰＥは、例えば、図１１に示すように、３本のリッジストライプＲＳにわたって形成される。この結果、ｐ側電極ＰＥは、３本のリッジストライプＲＳの共通電極となる。さらに、ｐ側電極ＰＥ上には、カバー電極やメッキパッド等を形成することができる。
【００６５】
続いて、図１２に示すように、半導体基板１Ｓの裏面を研磨して、例えば、１００μｍ程度まで薄板化した後、半導体基板１Ｓの裏面に、チタン膜および金膜を、例えば、蒸着法で積層形成する。その後、適当な条件で加熱してアロイ処理することにより、ｎ側電極ＮＥを形成する。
【００６６】
次に、図１３に示すように、まず、レーザスクライブ法を使用することにより、劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬを形成する。レーザスクライブ法では、高エネルギーのレーザ光を半導体層に吸収させ、吸収によって発生する熱により半導体層を溶融して、劈開導入ラインＣＩＬを形成する。レーザスクライブ法で使用されるレーザは、ＧａＮ層のバンドギャップ（３．４ｅＶ）よりも大きいエネルギーを有するレーザ、例えば、ＹＡＧレーザや、ＹＶＯ４レーザ等の固体レーザの３倍または４倍の高調波を用いることができる。レーザの照射パワーとしては、例えば、１〜１０００Ｊ／ｃｍ２以下である。
【００６７】
劈開導入ラインＣＩＬは、劈開面とほぼ平行な方向として、例えば、ｃ面基板上レーザの場合は、＜１１−２０＞方向に形成する、劈開導入ラインＣＩＬの端部は、レーザスクライブによるダメージ等のレーザ形成領域ＬＦＲへの影響を避ける観点から、劈開導入領域ＣＩＲからはみ出さないように形成される。劈開導入ラインＣＩＬの上部の幅は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下であり、劈開導入ラインＣＩＬの深さは、例えば、素子を形成した半導体基板１Ｓの厚さに対して１０％以上５０％以下であることが望ましく、所望の深さに対応して、レーザの照射パワー等の条件が調整される。
【００６８】
また、劈開導入ラインＣＩＬは、良好な劈開面を得る観点から、断面形状が左右非対称の舟形形状であることが望ましく、レーザスキャン時に、レーザの照射パワーを変化させることにより、所望の角度の舟形形状となるように、レーザの照射パワーを調整する。
【００６９】
図１４は、劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬを形成した後の半導体ウェハＷＦの一部領域を示す平面図である。図１４に示すように、半導体ウェハＷＦには、複数のチップ領域ＣＲが形成されており、チップ領域ＣＲは境界線領域ＢＯＲで区画されている。図１４に示すように、チップ領域ＣＲのそれぞれは、長辺と短辺とを有する長方形形状をしており、チップ領域ＣＲの長辺方向であるＸ方向に沿って、複数の劈開導入ラインＣＩＬが形成されていることがわかる。すなわち、本実施の形態１では、図１４に示すように、長辺方向であるＸ方向に延在する境界線領域ＢＯＲに沿って、複数の劈開導入ラインＣＩＬが形成されている。
【００７０】
続いて、図１５に示すように、劈開導入ラインＣＩＬが形成された境界線領域ＢＯＲに沿って半導体ウェハを分割する。これにより、長辺方向であるＸ方向の側面に劈開面が形成されたレーザバーＬＢを得ることができる。このとき、本実施の形態１では、劈開面を形成する際、予め、劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬが形成されているため、良好な劈開面を形成することができる。つまり、本実施の形態１のように劈開面の長さの長いレーザバーＬＢにおいても、良好な劈開面を形成することができる。
【００７１】
なお、レーザバーＬＢに形成された両劈開面に低反射膜および高反射膜を形成してもよい。低反射膜としては、例えば、酸化アルミニウム膜（Ａｌ２Ｏ３膜）を挙げることができ、高反射膜としては、例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）と酸化ジルコニウム膜（ＺｒＯ２膜）の多層膜を挙げることができる。反射率は、所望の発振波長において、例えば、低反射膜が１０％、高反射膜が９０％とすることができる。
【００７２】
次に、図１６に示すように、レーザスクライブ法を使用することにより、劈開面を形成したＸ方向と直交するＹ方向の境界線領域ＢＯＲに沿って、ブレイクラインＢＬを形成する。ｃ面基板上レーザの場合、この方向は、＜１−１００＞方向となるが、この分割面は、劈開容易面ではないため、分割面に沿ってなるべく長くブレイクラインＢＬを形成する。ただし、ブレイクラインＢＬを形成する際の劈開面への汚染や劣化を防止するため、ブレイクラインＢＬと劈開面との間には、例えば、２０μｍ以下の間隙を設けることが望ましい。ブレイクラインＢＬの深さは、例えば、素子を形成した半導体基板の厚みに対して、３０％以上７０％以下であることが望ましく、半導体基板にまで達していることが望ましい。このとき、所望の深さに対応して、レーザの照射パワー等の条件が調整される。その後、ブレイクラインＢＬが形成された境界線領域ＢＯＲに沿ってレーザバーＬＢを分割することにより、図１に示すような半導体チップＣＨＰを得ることができる。以上のようにして、本実施の形態１における半導体装置を製造することができる。
【００７３】
＜実施の形態１の特徴＞
続いて、本実施の形態１の特徴について説明する。本実施の形態１の第１特徴点は、例えば、図１に示すように、複数のリッジストライプＲＳが形成されたレーザ形成領域ＬＦＲを複数有する半導体レーザにおいて、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲが設けられており、この劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬが設けられている点にある。
【００７４】
これにより、本実施の形態１における半導体レーザの劈開面を形成する際、予め、劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬが形成されているため、良好な劈開面を形成することができる。つまり、本実施の形態１のように劈開面の長さの長い半導体チップＣＨＰにおいても、良好な劈開面を形成することができる。
【００７５】
例えば、一般的な窒化物半導体系の半導体レーザでは、半導体チップに形成される劈開面の長さが小さいため、半導体チップ内に形成されるリッジストライプの本数が少なく、レーザ加工用途等に必要とされる数十ワット級の充分な光出力を得ることが困難である事情が存在する。
【００７６】
この点に関し、半導体レーザの光出力を向上させるために、まず、半導体チップに形成される劈開面の長さを維持して、リッジストライプの本数を増やすことが考えられる。ところが、この場合、リッジストライプ間の間隔が狭くなることから、半導体チップの発熱が大きくなり、リッジストライプ間の熱干渉の影響が顕著となる。この結果、半導体レーザの高出力化が困難となる。
【００７７】
そこで、半導体チップに形成される劈開面の長さを長くして、リッジストライプ間の間隔を広げた上で、リッジストライプの本数を増やすことが考えられる。この場合、リッジストライプ間の間隔が広くなることから、リッジストライプ間の熱干渉の影響を低減することができ、かつ、リッジストライプの本数を増加させることができることから、半導体レーザの高出力化を図ることができると考えられる。
【００７８】
ところが、窒化物半導体系の半導体レーザにおいては、以下に示すような特別な事情が存在する。すなわち、窒化物半導体材料は、硬くてもろいという性質がある。このため、窒化物半導体系の半導体レーザにおいては、レーザの反射面としての良好な劈開面を形成するためには、必然的に、半導体チップのサイズが限定されてしまうのである。すなわち、半導体チップのサイズが大きくなるということは、形成する劈開面の長さが長くなることを意味する。この結果、窒化物半導体系の半導体レーザでは、窒化物半導体材料の硬くてもろいという性質から、劈開面の長さが長くなると、劈開面の方向が不安定となり、意図した方向の均一な劈開面を得ることが困難となるのである。
【００７９】
ここで、予め、半導体チップに適切な間隔および数の劈開導入ラインを設けることが考えられる。この場合、劈開導入ラインを設けることにより、半導体チップのサイズが大きくなって、劈開面の長さが長くなっても、劈開導入ラインを起点や中継点として良好な劈開面が形成されやすくなると考えられる。この結果、半導体チップのサイズが大きくなって、劈開面の長さが長くなることに起因して良好な劈開面を形成することが困難になるという改善の余地は、一見、劈開導入ラインを形成することによって解決されるように思われる。
【００８０】
ところが、半導体チップのレーザ形成領域を拡大して、半導体レーザの光出力を向上させることを考えると、半導体チップ内には、レーザ形成領域しか存在しないため、必然的に、レーザ形成領域内に劈開導入ラインを設ける必要性が生じることになる。このとき、劈開導入ラインを形成すると、その形成領域では、結晶劣化を引き起こすおそれがある。このことから、レーザ形成領域に劈開導入ラインを形成することは回避する必要がある。つまり、単純に、半導体チップのレーザ形成領域を拡大するだけで、半導体レーザの光出力を向上させる構成では、良好な劈開面を得るために、レーザ形成領域に劈開導入ラインを形成する構成は、劈開導入ラインに起因する結晶劣化に基づく半導体レーザの性能低下を招くことから採用することができなくなるのである。だからといって、半導体チップのレーザ形成領域を拡大して、半導体レーザの光出力を向上させる構成では、劈開面の長さが長くなるため、劈開導入ラインを形成しない場合、良好な劈開面を得ることが困難となる。良好な劈開面が得られず、劈開面の不均一性が顕在化すると、個々のリッジストライプの特性に不均一性が生じて、アレイ型の半導体レーザの性能劣化を招くことになる。
【００８１】
そこで、本実施の形態１では、半導体レーザの性能低下を招くことなく、良好な劈開面を形成する工夫を施しているのである。具体的に、本実施の形態１の第１特徴点は、例えば、図１に示すように、複数のリッジストライプＲＳが形成されたレーザ形成領域ＬＦＲを複数有する半導体レーザにおいて、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲを設け、この劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬを形成する点にある。この場合、本実施の形態１においては、まず、図１に示すように、劈開面が形成される半導体チップＣＨＰの長辺ＬＳに沿って、複数の劈開導入ラインＣＩＬが設けられることになる。この結果、本実施の形態１によれば、長方形形状の半導体チップＣＨＰの長辺ＬＳの長さが長くなって、長辺方向であるＸ方向に延在する劈開面の長さが長くなっても、複数の劈開導入ラインＣＩＬを起点や中継点として良好な劈開面を形成することができる。
【００８２】
具体的に、本実施の形態１では、例えば、図１に示すように、複数のレーザ形成領域ＬＦＲが形成されており、半導体チップＣＨＰに形成されるリッジストライプＲＳの本数が増加している。例えば、本実施の形態１では、図１に示すように、５つのレーザ形成領域ＬＦＲが設けられ、かつ、個々のレーザ形成領域ＬＦＲに３本のリッジストライプＲＳが形成されている。このことから、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰには、合計で１５本のリッジストライプＲＳが形成されていることになる。これにより、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰには、数十ワット級の大きな光出力の半導体レーザを形成することができる。さらに、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰでは、隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲが設けられており、半導体チップＣＨＰ内に４つの劈開導入領域ＣＩＲが配置されている。
【００８３】
以上のことから、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰは、長方形形状しており、必然的に、劈開面が形成される長辺方向の長さが長くなる。この点に関し、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰでは、劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬが設けられている。この結果、本実施の形態１によれば、長方形形状の半導体チップＣＨＰの長辺ＬＳの長さが長くなって、長辺方向であるＸ方向に延在する劈開面の長さが長くなっても、複数の劈開導入ラインＣＩＬを中継点として良好な劈開面を形成することができる。
【００８４】
そして、本実施の形態１では、例えば、図１に示すように、劈開導入ラインＣＩＬが劈開導入領域ＣＩＲに形成されている。言い換えれば、本実施の形態１において、複数の劈開導入ラインＣＩＬは、リッジストライプＲＳが形成されるレーザ形成領域ＬＦＲには形成されていない。このため、本実施の形態１によれば、たとえ、半導体チップＣＨＰの長辺方向であるＸ方向に沿って、複数の劈開導入ラインＣＩＬを設けても、レーザ形成領域ＬＦＲには、劈開導入ラインＣＩＬが形成されないため、劈開導入ラインＣＩＬを設けることにより引き起こされる可能性のある結晶劣化を生じさせなくすることができる。
【００８５】
すなわち、本実施の形態１によれば、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲを設け、この劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬを形成する構成を採用している。これにより、本実施の形態１によれば、レーザ形成領域ＬＦＲに形成される半導体レーザの性能低下を招くことなく、半導体チップＣＨＰの長辺方向であるＸ方向全体にわたって、良好な劈開面を形成できるという顕著な効果が得られるのである。
【００８６】
このように、本実施の形態１では、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲを設けている。この主な理由は、レーザ形成領域ＬＦＲとは異なる領域に劈開導入ラインＣＩＬを形成して、劈開導入ラインＣＩＬを設けることにより引き起こされる可能性のある結晶劣化をレーザ形成領域ＬＦＲで生じさせないようにするためである。
【００８７】
この点に関し、さらに、本実施の形態１では、劈開導入領域ＣＩＲを設けることにより、以下に示す利点も得られる。
【００８８】
例えば、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲを設けずに、図１に示す１５本のリッジストライプＲＳを配置する場合を考える。この場合、１５本のリッジストライプＲＳが密に配置されるため、半導体チップでの発熱が大きくなり、リッジストライプＲＳ間の熱干渉の影響が顕著となる。この結果、半導体レーザの高出力化が困難となると考えられる。
【００８９】
これに対し、本実施の形態１では、図１に示すように、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲが設けられている。この結果、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間の距離を離すことができる。このことは、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているリッジストライプＲＳと、劈開導入領域ＣＩＲを介して、隣りに配置されているレーザ形成領域ＬＦＲのリッジストライプＲＳとの間の距離を離すことができることを意味する。このことは、リッジストライプＲＳの密度が大きくなることを抑制できることを意味し、これによって、リッジストライプＲＳ間の熱干渉を抑制しながら、多くのリッジストライプＲＳを有する半導体レーザを製造することができることを意味する。
【００９０】
例えば、図１に示すように、３本のリッジストライプＲＳが配置されたレーザ形成領域ＬＦＲが５つ形成されているが、これらの５つのレーザ形成領域ＬＦＲは、劈開導入領域ＣＩＲによって離間されている。この結果、本実施の形態１によれば、３本のリッジストライプＲＳが形成されているレーザ形成領域ＬＦＲ間の熱干渉を効果的に抑制できることを意味している。したがって、本実施の形態１における半導体チップＣＨＰによれば、１５本のリッジストライプＲＳを形成しても、リッジストライプＲＳ間の熱干渉を充分に抑制することができる。このことから、本実施の形態１によれば、適切な間隔でリッジストライプＲＳを配置するとともに、リッジストライプＲＳの本数を増やした半導体レーザを製造することができ、これによって、数十ワット級の出力を有する窒化物半導体系の半導体レーザを提供することができるのである。
【００９１】
次に、本実施の形態１における第２特徴点について説明する。本実施の形態１における第２特徴点は、例えば、図５に示すように、劈開導入領域ＣＩＲに形成されている劈開導入ラインＣＩＬの断面形状が左右非対称の舟形形状をしている点にある。
【００９２】
以下では、まず、レーザスクライブ法によって劈開導入ラインＣＩＬを形成する方法について簡単に説明した後、本実施の形態１における第２特徴点による利点について説明することにする。
【００９３】
レーザスクライブ法で劈開導入ラインＣＩＬを形成するには、例えば、図５において、レーザ光を半導体基板１Ｓに照射し、このレーザ光をスクライブ方向に沿って移動（スキャン）させることにより実施される。すなわち、図５において、ＩＮ側からレーザ光を照射しながら、レーザ光を半導体基板１Ｓに照射する。この場合、レーザ光が照射された半導体層では、レーザ光が吸収され、この吸収によって発生する熱により半導体層が溶融する。そして、レーザ光をＩＮ側からＯＵＴ側までスキャンすることにより、ＩＮ側からＯＵＴ側にわたってレーザ光が照射された半導体層が溶融して、１本の劈開導入ラインＣＩＬが形成されることになる。
【００９４】
ここで、まず、劈開導入ラインＣＩＬの断面形状を垂直形状にする場合を考える。この場合は、レーザ光の照射パワーをＩＮ側からＯＵＴ側にわたって一定に保ちながら、レーザ光をスキャンすることになる。具体的に、図１７（ａ）は、レーザ光の照射パワーをＩＮ側からＯＵＴ側にわたって一定に保ちながら、レーザ光をスキャンすることにより形成される劈開導入ラインＣＩＬを上面から見た図であり、（ｂ）は、その劈開導入ラインＣＩＬの断面形状を示す図である。図１７（ｂ）に示すように、レーザ光の照射パワーをＩＮ側からＯＵＴ側にわたって一定に保ちながら、レーザ光をスキャンすると、劈開導入ラインＣＩＬの断面形状が垂直形状になることがわかる。これは、レーザ光の照射パワーが一定であることから、レーザ光によって溶融する半導体層の深さがＩＮ側からＯＵＴ側にわたって一定となるためと考えられる。
【００９５】
この場合、レーザ光の照射開始点および照射終了点においては、レーザ光のスキャンを停止した状態で大きな照射パワーのレーザ光が照射されることになる。このことから、例えば、図１７（ａ）に示すように、レーザ光の照射開始点および照射終了点においては、劈開導入ラインＣＩＬの形状が照射されるレーザ光の平面形状を反映する結果、極端にいうと略円形形状となる。このため、劈開導入ラインＣＩＬにおいて、劈開が進行する方向に形成される微小クラックＣＬＫの方向が一意的に決まらず、劈開面の曲がりや欠けが発生しやすくなる。すなわち、レーザ光の照射パワーをＩＮ側からＯＵＴ側にわたって一定に保ちながら、レーザ光をスキャンすることにより形成される劈開導入ラインＣＩＬでは、劈開導入ラインＣＩＬを設けたとしても、劈開導入ラインＣＩＬを起点や中継点として良好な劈開面を形成しにくくなるのである。
【００９６】
そこで、本実施の形態１では、劈開導入ラインＣＩＬの形成方法にさらなる工夫を施している。つまり、本実施の形態１では、レーザ光の照射開始点からレーザ光をスキャンするにしたがって、レーザ光の照射パワーを徐々に増加させる。その後、レーザ光の照射開始点から所定距離（第１距離）だけスキャンした位置からレーザ光の照射パワーを一定に保つ。そして、レーザ光の照射終了点までの距離が所定距離（第２距離）になった位置からレーザ光の照射終了点までスキャンするにしたがって、レーザ光の照射パワーを徐々に減少させる。このように、本実施の形態１では、レーザ光の照射パワーを調整しながら、レーザ光をスキャンすることにより劈開導入ラインＣＩＬを形成する点に第２特徴点がある。以下では、上述した本実施の形態１におけるレーザスクライブ方法を、便宜上、調整型レーザスクライブ法と呼ぶことにする。
【００９７】
具体的に、図１８（ａ）は、本実施の形態１における調整型レーザスクライブ法で形成される劈開導入ラインＣＩＬを上面から見た図であり、（ｂ）は、その劈開導入ラインＣＩＬの断面形状を示す図である。
【００９８】
図１８（ａ）に示すように、本実施の形態１における調整型レーザスクライブ法を使用すると、平面視において、劈開導入ラインＣＩＬの端部が先細り形状となることがわかる。言い換えれば、本実施の形態１で形成される劈開導入ラインＣＩＬの先端形状がシャープになることがわかる。このとき、図１８（ｂ）に示すように、劈開導入ラインＣＩＬの断面形状は、舟形形状となる。
【００９９】
このように本実施の形態１における調整型レーザスクライブ法を使用する場合には、図１８（ａ）に示すように、劈開導入ラインＣＩＬの先端形状がシャープになる。このため、本実施の形態１においては、レーザスクライブ時に形成される微小クラックＣＬＫの形成方向が、劈開面に沿った方向になりやすくなると考えられる。このことから、本実施の形態１によれば、劈開導入ラインＣＩＬを起点や中継点として良好な劈開面を形成しやすくなると考えられるのである。
【０１００】
さらに、本実施の形態１では、レーザ光の照射パワーを増加させるＩＮ側の第１距離と、レーザ光の照射パワーを減少させるＯＵＴ側の第２距離が異なっている。これにより、図１８（ｂ）に示すように、本実施の形態１で形成される劈開導入ラインＣＩＬの左辺ＬＴＳの傾き角度と、右辺ＲＴＳの傾き角度が異なることになる。すなわち、本実施の形態１では、図１８（ｂ）に示すように、劈開導入ラインＣＩＬの左辺ＬＴＳの傾き角度は、劈開導入ラインＣＩＬの右辺ＲＴＳの傾き角度よりも小さくなっている。このため、本実施の形態１における劈開導入ラインＣＩＬの断面形状は、左右非対称となる。
【０１０１】
以下では、この理由について説明する。例えば、ＩＮ側は、何も形成されていない状態から初めて劈開導入ラインＣＩＬを形成するため、なるべく余計な方向の微小クラックＣＬＫが入りにくくして、劈開面に沿った方向の微小クラックＣＬＫだけを発生させて、劈開面の曲がりを防止する必要がある。このため、レーザ光の照射パワーを増加させるＩＮ側の第１距離を大きくして、劈開導入ラインＣＩＬの先端形状をできるだけシャープにすることが望ましいのである。
【０１０２】
一方、ＯＵＴ側は、所望の分割ラインと、結晶としての劈開ラインが微妙にずれている場合、劈開導入ラインＣＩＬによって、このずれを吸収することになるが、実験結果によると、ＯＵＴ側の第２距離を短くした方が劈開導入ラインＣＩＬによって吸収しやすくなるのである。さらに、ＯＵＴ側を形成する場合には、すでにＩＮ側で微小クラックＣＬＫが形成されているため、劈開導入ラインＣＩＬの先端形状がある程度シャープになっていれば、ＩＮ側ほど劈開導入ラインＣＩＬの先端形状をシャープにする必要はないことも、ＯＵＴ側の第２距離をＩＮ側の第１距離よりも短くする理由の１つとして挙げることができる。以上のことから、本実施の形態１によれば、調整型レーザスクライブ法を使用して劈開導入ラインＣＩＬを形成するとともに、レーザ光の照射パワーを増加させるＩＮ側の第１距離を、レーザ光の照射パワーを減少させるＯＵＴ側の第２距離よりも大きくしている。この結果、本実施の形態１によれば、劈開導入ラインＣＩＬを起点や中継点として良好な劈開面を形成しやすくすることができる。
【０１０３】
続いて、本実施の形態１における第３特徴点について説明する。本実施の形態１における第３特徴点は、例えば、図１３に示すように、劈開導入ラインＣＩＬとレーザ形成領域ＬＦＲの間に溝部ＤＩＴが形成されている点にある。そして、この溝部ＤＩＴの底部は、活性層ＭＱＷを貫通し、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤまで達するように形成されている。
【０１０４】
これにより、本実施の形態１によれば、以下に示す複数の利点を得ることができる。まず、第１の利点について説明する。例えば、図１３に示すように、劈開導入領域ＣＩＲに形成されている劈開導入ラインＣＩＬは、レーザ光が照射された半導体層でレーザ光が吸収され、この吸収によって発生する熱により半導体層が溶融することにより形成される。この結果、劈開導入ラインＣＩＬは、半導体レーザの層構造が溶融して一体化した半導体層から形成されることになる。
【０１０５】
ここで、例えば、劈開導入ラインＣＩＬとレーザ形成領域ＬＦＲの間に溝部ＤＩＴが形成されていない場合を考える。この場合、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているｐ側電極とｎ側電極ＮＥが劈開導入ラインＣＩＬで電気的に接続されてしまう。なぜなら、劈開導入ラインＣＩＬは、半導体基板１Ｓ上に形成された層構造が溶融して一体化した半導体層から構成されるため、この一体化した半導体層によって、ｐ側電極とｎ側電極ＮＥが電気的に接続されるからである。したがって、溝部ＤＩＴを形成しない場合には、一体化した半導体層から構成される劈開導入ラインＣＩＬによって、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているｐ側電極とｎ側電極との間に電流リークパスが形成されてしまうことになる。
【０１０６】
これに対し、本実施の形態１では、例えば、図１３に示すように、劈開導入ラインＣＩＬとレーザ形成領域ＬＦＲの間に溝部ＤＩＴを設け、この溝部ＤＩＴが活性層ＭＱＷを貫通するように形成されている。この結果、本実施の形態１によれば、図１３に示すように、ｐ側電極ＰＥと劈開導入ラインＣＩＬが溝部ＤＩＴによって分断されることになる。つまり、本実施の形態１では、ｐ側電極ＰＥと劈開導入ラインＣＩＬが電気的に分離されることになる。一方で、劈開導入ラインＣＩＬとｎ側電極ＮＥは電気的に接続されているままであるが、劈開導入ラインＣＩＬとｐ側電極ＰＥが溝部ＤＩＴによって電気的に絶縁されているため、結局、劈開導入ラインＣＩＬを介したｐ側電極ＰＥとｎ側電極ＮＥとの間の電流リークパスは、活性層ＭＱＷを貫くように形成された溝部ＤＩＴによって遮断されることになる。これにより、本実施の形態１によれば、劈開導入ラインＣＩＬを形成することに起因する電流リークパスの発生を抑制することができる。
【０１０７】
次に、第２の利点について説明する。例えば、レーザスクライブ法によって劈開導入ラインＣＩＬを形成する工程や、ドライエッチング技術によって溝部ＤＩＴを形成する工程では、劈開導入領域ＣＩＲに形成されている活性層ＭＱＷに結晶欠陥が生じる場合がある。このとき、例えば、活性層ＭＱＷを貫通する溝部ＤＩＴが形成されていない場合には、劈開導入領域ＣＩＲの活性層ＭＱＷに形成された結晶欠陥が、活性層ＭＱＷ内を水平方向に伝播し、レーザ形成領域ＬＦＲの活性層ＭＱＷにまで結晶欠陥が形成される可能性があり、これによって、半導体レーザの性能低下を招くおそれが生じる。
【０１０８】
これに対し、本実施の形態１では、劈開導入ラインＣＩＬとレーザ形成領域ＬＦＲの間に溝部ＤＩＴが設けられており、この溝部ＤＩＴが活性層ＭＱＷを貫通している。このことは、本実施の形態１によれば、劈開導入領域ＣＩＲに形成されている活性層ＭＱＷと、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されている活性層ＭＱＷが、溝部ＤＩＴによって物理的に分断されていることを意味する。これにより、本実施の形態１では、たとえ、劈開導入ラインＣＩＬの形成工程や溝部ＤＩＴの形成工程に起因して、劈開導入領域ＣＩＲの活性層ＭＱＷに結晶欠陥が発生しても、この結晶欠陥がレーザ形成領域ＬＦＲの活性層ＭＱＷに伝播することを抑制することができるのである。この結果、本実施の形態１によれば、活性層ＭＱＷを分断する溝部ＤＩＴを設けることにより、レーザ形成領域ＬＦＲの活性層ＭＱＷに結晶欠陥が発生するポテンシャルを低減することができ、これによって、半導体レーザの性能低下を抑制することができる。
【０１０９】
続いて、第３の利点について説明する。例えば、半導体レーザでは、図１３に示すように、半導体基板１Ｓ上に、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤ、光導波路層ＯＷＧ１、活性層ＭＱＷ、光導波路層ＯＷＧ２、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤ、ｐ型コンタクト層ＰＣＮＴを順次積層して積層構造が形成される。この積層構造においては、それぞれの層の構成材料が異なることから、結晶の格子定数の相違に起因する歪が発生する。特に、本実施の形態１におけるアレイ型の半導体レーザでは、半導体チップのサイズが大きくなっているため、この歪が大きくなり、半導体チップが湾曲しやすくなる。
【０１１０】
この点に関し、本実施の形態１では、溝部ＤＩＴが形成されており、この溝部ＤＩＴの存在によって、上述した積層構造が半導体チップの内部で、ある程度分断されることになる。つまり、本実施の形態１では、溝部ＤＩＴを設けることにより、積層構造に起因する歪が緩和されるため、歪に起因する半導体チップの湾曲を抑制することができるのである。特に、溝部ＤＩＴの底部をｎ型クラッド層ＮＣＬＤのなるべく深い位置まで形成することによって、歪を効果的に緩和することができる。
【０１１１】
以上のことから、本実施の形態１における第３特徴点によれば、上述した第１の利点から第３の利点を得ることができるため、本実施の形態１における半導体レーザの信頼性を向上することができる。
【０１１２】
＜本実施の形態１における代表的な効果＞
本実施の形態１においては、例えば、図１に示すように、レーザ形成領域ＬＦＲの間に劈開導入領域ＣＩＲを設け、この劈開導入領域ＣＩＲに、窒化物半導体系の半導体レーザの劈開に必要な長さおよび間隔の劈開導入ラインＣＩＬを形成している。このため、幅の広い半導体チップＣＨＰにおいても、良好な劈開面を形成することが可能となる。すなわち、本実施の形態１によれば、多数のリッジストライプＲＳを有するアレイ型の半導体レーザや、リッジストライプＲＳ間の熱干渉を効果的に抑制することができるアレイ型の半導体レーザを製造することができる。つまり、本実施の形態１によれば、適切な間隔で、リッジストライプＲＳの本数を増やすことができ、これによって、数十ワット級の光出力を有する窒化物半導体系の半導体レーザを提供することができる。
【０１１３】
（実施の形態２）
＜実施の形態２における半導体装置の構成＞
本実施の形態２では、溝部のパターンが相違する例について説明する。図１９は、本実施の形態２における半導体チップＣＨＰの構成を示す平面図である。図１９に示すように、本実施の形態２における半導体チップＣＨＰは、長辺ＬＳと短辺ＳＳとを有する長方形形状をしており、例えば、長辺ＬＳはＸ方向に延在し、短辺ＳＳはＸ方向と直交するＹ方向に延在している。
【０１１４】
長方形形状をした半導体チップＣＨＰには、複数のレーザ形成領域ＬＦＲと、複数の劈開導入領域ＣＩＲが設けられている。複数のレーザ形成領域ＬＦＲは、長辺ＬＳが延在するＸ方向に並ぶように配置されている。そして、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間には、劈開導入領域ＣＩＲが配置されており、本実施の形態２における半導体チップＣＨＰには、複数の劈開導入領域ＣＩＲが設けられている。
【０１１５】
図１９に示すように、複数のレーザ形成領域ＬＦＲのそれぞれには、複数のリッジストライプＲＳが形成されている。これらのリッジストライプＲＳのそれぞれは、例えば、図１９に示すように、Ｙ方向に延在するように形成され、Ｙ方向に延在する複数のリッジストライプＲＳがＸ方向に並ぶように配置されていることになる。
【０１１６】
続いて、図１９に示すように、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲに挟まれるように、劈開導入領域ＣＩＲが配置されており、この劈開導入領域ＣＩＲにおいて、長辺ＬＳに沿うように劈開導入ラインＣＩＬが設けられている。そして、平面視において、この劈開導入ラインＣＩＬを囲むように溝部ＤＩＴ２が設けられている。一方、半導体チップＣＨＰの短辺ＳＳには、ブレイクラインＢＬが形成されており、このブレイクラインＢＬとレーザ形成領域ＬＦＲの間には、短辺方向であるＹ方向に延在する溝部ＤＩＴが形成されている。この溝部ＤＩＴは、ブレイクラインＢＬと、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているリッジストライプＲＳとを分離する機能を有している。
【０１１７】
図２０は、図１９のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図２０に示すように、本実施の形態２における半導体チップＣＨＰは、半導体基板１Ｓを有しており、この半導体基板１Ｓに複数のレーザ形成領域ＬＦＲと、複数の劈開導入領域ＣＩＲが形成されている。具体的に、本実施の形態２における半導体チップＣＨＰでは、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲが交互に配置されており、個々のレーザ形成領域ＬＦＲには、半導体基板１Ｓから突出する３本のリッジストライプＲＳが形成され、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲの境界領域には、溝部ＤＩＴ２が形成されている。一方、半導体基板１Ｓには、半導体レーザの発光層として機能する活性層ＭＱＷが形成されており、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲの境界領域に設けられている溝部ＤＩＴ２は、この活性層ＭＱＷを貫くように形成されている。
【０１１８】
一方、図２１は、図１９のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図２１に示すように、本実施の形態２における半導体チップＣＨＰでは、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲが交互に配置されており、個々のレーザ形成領域ＬＦＲには、半導体基板１Ｓから突出する３本のリッジストライプＲＳが形成され、最も外側に配置されているレーザ形成領域ＬＦＲの外側には、溝部ＤＩＴが形成されている。この溝部ＤＩＴは、活性層ＭＱＷを貫くように形成されている。
【０１１９】
＜実施の形態２における効果＞
本実施の形態２における半導体チップＣＨＰは、前記実施の形態１における半導体チップＣＨＰと溝部のパターンが相違するだけであるため、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１２０】
さらに、本実施の形態２では、例えば、図１９に示すように、溝部ＤＩＴ２が劈開導入ラインＣＩＬを囲むように形成されており、溝部ＤＩＴの形成領域が限定されている。このため、溝部ＤＩＴ２を形成するドライエッチング工程に起因して、劈開導入領域ＣＩＲの活性層ＭＱＷに結晶欠陥が発生したとしても、溝部ＤＩＴ２の形成領域が限定的であるため、この結晶欠陥の発生位置も限定的となる。したがって、この結晶欠陥が、レーザ形成領域ＬＦＲに伝播して、レーザ形成領域ＬＦＲの活性層ＭＱＷに与える影響を低くすることができる。
【０１２１】
また、本実施の形態２における半導体チップＣＨＰによれば、例えば、図１９に示すように、溝部ＤＩＴ２が短辺方向であるＹ方向に延在していないため、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲに形成されているリッジストライプＲＳ同士が劈開導入領域ＣＩＲの半導体層（ｐ型クラッド層）で繋がっていることになる。このことから、本実施の形態２によれば、半導体レーザの動作時において、劈開導入領域ＣＩＲの半導体層（ｐ型クラッド層）を通じた放熱経路を確保することができ、これによって、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているリッジストライプＲＳの配置自由度を拡大することができる。
【０１２２】
（実施の形態３）
＜実施の形態３における半導体装置の構成＞
本実施の形態３では、半導体基板１Ｓの裏面側に劈開導入ラインを設ける例について説明する。図２２は、本実施の形態３における半導体チップＣＨＰを表面側である素子形成面側から見た構成を示す平面図である。図２２に示すように、本実施の形態３における半導体チップＣＨＰは、長辺ＬＳと短辺ＳＳとを有する長方形形状をしており、例えば、長辺ＬＳはＸ方向に延在し、短辺ＳＳはＸ方向と直交するＹ方向に延在している。
【０１２３】
長方形形状をした半導体チップＣＨＰには、複数のレーザ形成領域ＬＦＲと、複数の劈開導入領域ＣＩＲが設けられている。複数のレーザ形成領域ＬＦＲは、長辺ＬＳが延在するＸ方向に並ぶように配置されている。そして、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲの間には、劈開導入領域ＣＩＲが配置されており、本実施の形態３における半導体チップＣＨＰには、複数の劈開導入領域ＣＩＲが設けられている。このとき、本実施の形態３において、半導体チップＣＨＰの表面側の劈開導入領域ＣＩＲには、劈開導入ラインは設けられていない。
【０１２４】
図２２に示すように、複数のレーザ形成領域ＬＦＲのそれぞれには、複数のリッジストライプ（レーザストライプ）ＲＳが形成されている。これらのリッジストライプＲＳのそれぞれは、例えば、図２２に示すように、Ｙ方向に延在するように形成され、Ｙ方向に延在する複数のリッジストライプＲＳがＸ方向に並ぶように配置されていることになる。
【０１２５】
次に、図２３は、本実施の形態３における半導体チップＣＨＰを裏面側から見た構成を示す平面図である。図２３に示すように、互いに隣り合うレーザ形成領域ＬＦＲに挟まれるように、劈開導入領域ＣＩＲが配置されており、この劈開導入領域ＣＩＲにおいて、長辺ＬＳに沿うように劈開導入ラインＣＩＬが設けられている。つまり、本実施の形態３においては、半導体チップＣＨＰの裏面側の劈開導入領域ＣＩＲに劈開導入ラインＣＩＬが設けられている。一方、半導体チップＣＨＰの短辺ＳＳには、ブレイクラインＢＬが形成されている。
【０１２６】
続いて、図２４は、図２２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図２４に示すように、本実施の形態３における半導体チップＣＨＰは、半導体基板１Ｓを有しており、この半導体基板１Ｓに複数のレーザ形成領域ＬＦＲと、複数の劈開導入領域ＣＩＲが形成されている。具体的に、本実施の形態３における半導体チップＣＨＰでは、レーザ形成領域ＬＦＲと劈開導入領域ＣＩＲが交互に配置されており、個々のレーザ形成領域ＬＦＲには、半導体基板１Ｓから突出する３本のリッジストライプＲＳが形成されている。そして、半導体基板１Ｓには、半導体レーザの発光層として機能する活性層ＭＱＷが形成されている。
【０１２７】
このとき、本実施の形態３においては、図２４に示すように、劈開導入領域ＣＩＲの高さが、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているリッジストライプＲＳの高さと同一（面一）になるように形成されている。つまり、本実施の形態３における半導体チップＣＨＰにおいては、劈開導入領域の上面の高さが、複数のリッジストライプＲＳのそれぞれの上面の高さと同じになるように形成されている。
【０１２８】
これにより、以下に示す効果が得られる。図２５は、本実施の形態３における半導体チップＣＨＰの表面側である素子形成面側にヒートシンクＨＳを取り付けた状態を示す断面図である。例えば、複数のリッジストライプＲＳが形成された本実施の形態３のような半導体チップＣＨＰの場合、消費電力が大きくなる。このことから、半導体チップＣＨＰの表面側にヒートシンクＨＳを取り付ける、いわゆるジャンクションダウン組み立てが行なわれる場合がある。この場合、半導体チップＣＨＰで発生した熱は、半導体チップＣＨＰに接触するように配置されているヒートシンクＨＳによって効率的に放散される。このことから、ジャンクションダウン組み立てによれば、高い放熱効率を得ることができる。
【０１２９】
ここで、例えば、劈開導入領域ＣＩＲの高さが、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているリッジストライプＲＳの高さよりも低くなっている場合を考える。この場合、ヒートシンクＨＳは、複数のリッジストライプＲＳと接触するだけとなり、半導体チップＣＨＰが傾いたりすることが考えられるとともに、半導体チップＣＨＰとヒートシンクＨＳの接触面積が限られることから、放熱効率も限定的なものとなる。
【０１３０】
これに対し、本実施の形態３における半導体チップＣＨＰでは、劈開導入領域ＣＩＲの高さが、レーザ形成領域ＬＦＲに形成されているリッジストライプＲＳの高さと同一になるように形成されている。このため、図２５に示すように、ヒートシンクＨＳは、リッジストライプＲＳだけでなく、劈開導入領域ＣＩＲとも接触することになる。したがって、ヒートシンクＨＳの半導体チップＣＨＰへの取り付けの安定性が向上するとともに、ヒートシンクＨＳと半導体チップＣＨＰの接触面積も増加することから、放熱効率も向上することになる。このように本実施の形態３における半導体チップによれば、特に、消費電力の高い半導体レーザに有利なジャンクション組み立てを採用する構成においても、半導体装置の信頼性を向上することができる。
【０１３１】
次に、図２６は、本実施の形態３における半導体チップの裏面に形成されている劈開導入領域ＣＩＲの近傍領域を示す平面図である。図２６に示すように、劈開導入領域ＣＩＲの下端部が、半導体チップの長辺ＬＳで規定されている。そして、この劈開導入領域ＣＩＲの下端部である長辺ＬＳには、劈開導入ラインＣＩＬが形成されている。
【０１３２】
図２７は、図２６に示す半導体チップの長辺ＬＳ近傍の断面を示す断面図である。図２７において、劈開導入領域ＣＩＲには、例えば、ｎ型ＧａＮからなる半導体基板１Ｓが形成され、この半導体基板１Ｓ上にｎ型クラッド層ＮＣＬＤが形成されている。そして、ｎ型クラッド層ＮＣＬＤ上に光導波路層ＯＷＧ１が形成され、この光導波路層ＯＷＧ１上に活性層ＭＱＷが形成されている。さらに、活性層ＭＱＷ上には、光導波路層ＯＷＧ２が形成され、この光導波路層ＯＷＧ２上に、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤが形成されている。そして、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤ上にｐ型コンタクト層ＰＣＮＴが形成され、ｐ型コンタクト層ＰＣＮＴ上に絶縁膜ＩＦ１が形成されている。一方、半導体基板１Ｓの裏面には、ｎ側電極ＮＥが形成されている。
【０１３３】
ここで、本実施の形態３では、半導体基板１Ｓの裏面に劈開導入ラインＣＩＬが設けられている。具体的に、この劈開導入ラインＣＩＬの断面形状（側面形状）は、舟形をしており、この劈開導入ラインＣＩＬは、半導体基板１Ｓの裏面からｎ型クラッド層ＮＣＬＤに達するように形成されている。すなわち、本実施の形態３において、劈開導入ラインＣＩＬは、半導体チップの裏面から露出し、かつ、劈開導入ラインＣＩＬは、活性層ＭＱＷにまで達しないように構成されていることになる。
【０１３４】
これにより、以下に示す利点が得られる。すなわち、図２７に示すように、本実施の形態３では、劈開導入ラインＣＩＬが活性層ＭＱＷにまで達していない。このことは、ｐ型クラッド層ＰＣＬＤ（ｐ側電極）とｎ側電極ＮＥが劈開導入ラインＣＩＬで電気的に接続されないことを意味する。つまり、本実施の形態３によれば、劈開導入ラインＣＩＬを形成しても、ｐ側電極とｎ側電極ＮＥの間に電流リークパスは発生しないのである。このことから、本実施の形態３によれば、半導体チップに溝部を設ける必要がなくなり、半導体チップの構成の簡略化を図ることができる。
【０１３５】
さらに、本実施の形態３では、劈開導入ラインＣＩＬが活性層ＭＱＷにまで達していないため、劈開導入ラインＣＩＬを形成する工程に起因して活性層ＭＱＷに結晶欠陥が発生するポテンシャルも低くすることができる。このように、本実施の形態３では、そもそも、劈開導入ラインＣＩＬを形成する工程に起因して活性層ＭＱＷに結晶欠陥が発生するポテンシャルが低くなることから、必然的に、結晶欠陥が生じることを前提として、この結晶欠陥がレーザ形成領域ＬＦＲの活性層ＭＱＷに伝播する可能性も低くなることになる。この結果、本実施の形態３によれば、活性層ＭＱＷを分断する溝部を設けなくても、レーザ形成領域ＬＦＲの活性層ＭＱＷに結晶欠陥が発生するポテンシャルを低減することができ、これによって、半導体レーザの性能向上を図ることができる。
【０１３６】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３７】
１Ｓ  半導体基板
ＢＬ  ブレイクライン
ＢＯＲ  境界線領域
ＣＨＰ  半導体チップ
ＣＩＬ  劈開導入ライン
ＣＩＲ  劈開導入領域
ＣＬＫ  微小クラック
ＣＲ  チップ領域
ＤＩＴ  溝部
ＤＩＴ２  溝部
ＨＳ  ヒートシンク
ＩＦ１  絶縁膜
ＬＦＲ  レーザ形成領域
ＬＳ  長辺
ＬＴＳ  左辺
Ｌ１  間隔
ＭＱＷ  活性層
ＮＣＬＤ  ｎ型クラッド層
ＮＥ  ｎ側電極
ＯＷＧ１  光導波路層
ＯＷＧ２  光導波路層
ＰＣＬＤ  ｐ型クラッド層
ＰＣＮＴ  ｐ型コンタクト層
ＰＥ  ｐ側電極
ＲＳ  リッジストライプ
ＲＴＳ  右辺
ＳＳ  短辺
Ｗ１  幅
Ｗ２  幅
Ｗ３  幅
ＷＤ  幅
ＷＦ  半導体ウェハ
ＷＳ  幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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