(57)【要約】【課題】  高信頼性の半導体レーザ素子を実現できる半導体レーザ素子の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体レーザ構造が形成されたウエハ２０７の主面を電子ビーム４０２でスキャンしてクラックを発生させ、ウエハ２０７をバー状に分割する分割工程（ステップＳ３０４）と、ウエハ２０７の分割により新たに露出したウエハ２０７端面に前面コーティング膜４０６及び後面コーティング膜４０８を形成する端面コーティング工程（ステップＳ３０９、３１１）とを含み、分割工程と端面コーティング工程との間では、分割されたウエハ２０７を非大気中で移動させる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ構造が形成された基板の主面を電子ビームでスキャンしてクラックを発生させ、前記基板を分割する分割工程と、
前記基板の分割により露出した基板端面にコーティング膜を形成するコーティング工程とを含み、
前記分割工程と前記コーティング工程との間で、前記分割された基板を非大気中で移動する
ことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記非大気中とは、真空排気された雰囲気中である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項３】
前記真空排気された雰囲気中とは、真空度が１×１０-3Ｐａ以下まで真空排気された雰囲気中である
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
前記非大気中とは、不活性ガス雰囲気中である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記不活性ガス雰囲気中とは、Ｏ2及びＨ2Ｏ濃度がいずれも１００ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気中である
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項６】
前記分割工程において、互いに平行となるように直線状に前記電子ビームで複数回スキャンして前記基板をバー状に分割し、
前記コーティング工程において、前記バー状の分割により露出した基板端面にコーティング膜を形成する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
半導体レーザ素子の製造方法は、さらに、
前記電子ビームでスキャンされない前記基板の主面に粘着性シートを貼り付ける貼り付け工程と、
前記粘着性シートを引っ張って分割された基板を分離する分離工程とを含み、
前記コーティング工程において、前記粘着性シートの分離された基板の一方の端面側が貼り付いた部分を押圧して前記基板の分割により露出したバー状の基板の一方の端面を上方に向けた後、前記基板の一方の端面にコーティング膜を形成する
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記コーティング工程は、さらに、前記粘着性シートの分離された基板の他方の端面側が貼り付いた部分を押圧して前記基板の分割により露出したバー状の基板の他方の端面を上方に向けた後、前記基板の他方の端面にコーティング膜を形成するコーティングサブ工程を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
前記コーティング工程において、前記基板の分割により露出したバー状の基板の端面を上方に向けて固定する冶具に前記分割された基板を配置した後、前記バー状の基板の端面にコーティング膜を形成する
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１０】
半導体レーザ素子の製造方法は、さらに、前記バー状の基板を前記電子ビームで複数回スキャンして前記バー状の基板をチップ状に分割するチップ分割工程を含む
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記チップ分割工程において、バー状の基板の長手方向と垂直な方向に前記電子ビームでスキャンして前記基板をチップ状に分割する
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記分割工程において、電子ビームのスキャンにより前記基板が分解する電力密度より小さく、前記基板にクラックあるいは転位が発生し始める電力密度よりも大きい電力密度の電子ビームでスキャンする
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１３】
半導体レーザ素子の製造方法は、さらに、電子ビームでスキャンされる前記基板の主面に金属膜を形成する金属膜形成工程を含む
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記コーティング工程において、電子サイクロトロン共鳴スパッタ法あるいは高周波スパッタ法により前記コーティング膜を形成する
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記コーティング工程において、前記基板の分割により露出した基板端面に材質の異なる少なくとも２種類以上の膜からなる多層膜を形成してコーティング膜を形成する
ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１６】
半導体レーザ素子の製造方法は、さらに、コーティング膜が形成される基板端面に紫外線を照射する紫外線照射工程を含む
ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記基板は、ＳｉＣ、サファイア、ＧａＮ、Ｓｉ、ＧａＡｓあるいはＩｎＰから構成される部分を有する
ことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１８】
前記基板は、ＩｎＧａＡｌＮから構成される半導体層を有する
ことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１９】
半導体レーザ構造が形成された基板の主面をスキャンしてクラックを発生させ、前記基板を分割する電子ビームスキャン手段を有する非大気の電子ビームスキャン室と、
前記基板の分割により露出した基板端面にコーティング膜を形成するコーティング手段を有する非大気のコーティング膜形成室と、
前記電子ビームスキャン室と前記コーティング膜形成室とに接続され、前記電子ビームスキャン室とコーティング膜形成室との間で前記基板を移動させる移動手段を有する非大気の基板移動室とを備える
ことを特徴とする半導体レーザ素子の製造装置。
【請求項２０】
前記電子ビームスキャン室、前記コーティング膜形成室及び前記基板移動室は、真空排気されている
ことを特徴とする請求項１９に記載の半導体レーザ素子の製造装置。
【請求項２１】
前記電子ビームスキャン室、前記コーティング膜形成室及び前記基板移動室の真空度は、１×１０-3Ｐａ以下である
ことを特徴とする請求項２０に記載の半導体レーザ素子の製造装置。
【請求項２２】
前記電子ビームスキャン室、前記コーティング膜形成室及び前記基板移動室は、不活性ガスで満たされている
ことを特徴とする請求項１９に記載の半導体レーザ素子の製造装置。
【請求項２３】
前記電子ビームスキャン室、前記コーティング膜形成室及び前記基板移動室のＯ2及びＨ2Ｏ濃度は、いずれも１００ｐｐｍ以下である
ことを特徴とする請求項２２に記載の半導体レーザ素子の製造装置。
【請求項２４】
前記基板移動室は、前記電子ビームスキャン室と前記コーティング膜形成室とに接続されたグローブボックスである
ことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の半導体レーザ素子の製造装置。
【請求項２５】
前記半導体レーザ素子の製造装置は、さらに、
前記電子ビームでスキャンされない前記基板の主面に貼り付けられ、伸張により粘着性シート上の前記分割された基板を分離する粘着性シートと、
前記粘着性シートの分離された基板が貼り付いた部分を押圧して、前記分割により露出した基板端面を上方に向ける刃状冶具とを備える
ことを特徴とする請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造装置。
【請求項２６】
前記半導体レーザ素子の製造装置は、さらに、
前記分割により露出した基板端面を上方に向けて前記分割された基板を固定する固定冶具を備える
ことを特徴とする請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造装置。
【請求項２７】
前記コーティング手段は、電子サイクロトロン共鳴スパッタ法あるいは高周波スパッタ法により前記コーティング膜を形成する
ことを特徴とする請求項１９〜２６のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造装置。
【請求項２８】
前記半導体レーザ素子の製造装置は、さらに、コーティング膜が形成される基板端面に紫外線を照射する紫外線照射手段を備える
ことを特徴とする請求項１９〜２７のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体等から構成される半導体レーザ素子が形成された基板の分割及び端面コーティング方法ならびにこれらを実現し得る半導体レーザ素子の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ系窒化物半導体（ＩｎＧａＡｌＮと一般に表記）は、次世代高密度光ディスク光源である青紫色半導体レーザ素子を実現できる材料として期待され、研究開発の段階においては、ＧａＮ系窒化物半導体を用いた青紫色レーザ素子の性能はブルーレイディスク等の次世代光ディスクシステムの仕様をほぼ満たすレベルにまで達している。そして現在も引き続き更なる高出力化、信頼性の向上に向けての研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
一般に窒化物半導体の結晶成長にはサファイア基板及びＳｉＣ基板といった非常に硬い基板が用いられ、その基板上に有機金属気相成長 (Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD)法により半導体層をエピタキシャル成長させてデバイス構造を形成する方法が用いられている。また最近ではハイドライド気相成長法(Hydride Vapor Phase Epitaxy:HVPE)法による厚膜結晶成長の後に母材基板を分離あるいは除去することでＧａＮ基板が得られるため、そのＧａＮ基板上へのデバイス構造形成も行われている。いずれの場合にも、基板は従来のＳｉ基板あるいはＧａＡｓ基板等の半導体基板に比べて非常に硬いため、半導体レーザ素子の共振器ミラーを形成するのに必要な平坦なへき開面を得ることが非常に困難である。これまでは、例えばサファイア基板あるいはＳｉＣ基板に例えばダイヤモンドスクライバーで線状の溝を形成した後に溝に刃状冶具を押し付ける形でのへき開が行われてきた。しかし、平坦なへき開面を再現性良く得ることが困難であるため、結果として得られる半導体レーザ素子の閾値電流が大きくなり、工程の歩留まりが悪くなるという問題がある。このとき、端面反射率を向上させて閾値電流を低減させる目的でこのへき開面に対して誘電体多層膜ミラーをコーティングすることが一般に行われている。
【０００４】
以下、従来の窒化物半導体レーザ素子のへき開面の形成方法及び端面コーティング方法の一例（例えば、非特許文献１参照）について説明する。
【０００５】
図９は従来の窒化物半導体レーザ素子のへき開面の形成方法及び端面コーティング方法を示すフローチャートである。
【０００６】
まず、いわゆるへき開装置において、サファイア基板裏面に直線状のスクライブラインを形成した後、このスクライブラインに刃状冶具を押し当てて窒化物半導体ウエハをバー状に分割し、新たなウエハ端面を露出させてへき開面とする（ステップＳ９０１）。ここで、サファイア基板上にはＧａＮ系半導体レーザ構造が例えばＭＯＣＶＤ法を用いたエピタキシャル成長により形成されており、スクライブラインはエピタキシャル成長層が形成されていないサファイア基板裏面に形成される。
【０００７】
次に、バー状ウエハを大気中にて高周波(Radio Frequency:RF)スパッタ用の冶具に装填する（ステップＳ９０２）。ここでは半導体レーザ素子の光出射面であるいわゆる前面が上になるようにバー状ウエハを配置する。
【０００８】
続いて、冶具に装填されたバー状ウエハをＲＦスパッタ装置にローディングし、分割により露出した一方の端面に例えばＳｉＯ2／ＴｉＯ2多層膜等の誘電体コーティング積層膜を形成する（ステップＳ９０３）。これによって、光出射面であるいわゆる前面にコーティング膜が形成される。
【０００９】
続いて、大気中にてバー状ウエハをＲＦスパッタ装置より取り出し、端面の向きを変えて半導体レーザ素子の光出射しない側の面であるいわゆる後面が上になるようにバー状ウエハをＲＦスパッタ用冶具に再装填する（ステップＳ９０４）。
【００１０】
続いて、バー状ウエハを再度ＲＦスパッタ装置にローディングし、分割により露出した他方の端面にＳｉＯ2／ＴｉＯ2多層膜等の誘電体コーティング積層膜を形成する（ステップＳ９０５）。これによって、後面にコーティング膜が形成される。ここでは前面反射率が約１０％、後面反射率が約９０％となるように誘電体膜の膜厚を設定する。
【００１１】
最後に、バー状ウエハを取り出し、チップ状に分割して半導体レーザ素子を形成する（ステップＳ９０６）。
【非特許文献１】わかる半導体レーザの基礎と応用  CQ出版社  平田昭二  著  p.122
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、半導体レーザ素子のへき開面とコーティング膜との間に汚染物が存在する場合には、半導体レーザ素子の動作時における端面の温度上昇により汚染物とコーティング膜とが反応して有機系反応物が形成される。この反応物は光出力を低下させるため、半導体レーザ素子の信頼性確保という意味で大きな問題となる。よって、半導体レーザ素子の信頼性向上のためには、端面コーティング前にへき開面の汚染をより低減する必要がある。
【００１３】
しかしながら、従来の窒化物半導体レーザ素子の製造方法に適用されるへき開面の形成方法及び端面コーティング方法では、２回の端面コーティングの前に大気中にてバー状ウエハを冶具に装填する工程を含むため、へき開により生じた端面が大気にさらされ、有機系の汚染物がへき開により生じた端面に付着する。このような汚染物が付着した状態で端面コーティングが行われるため、光出射面付近に汚染物が付着しやすく、半導体レーザ素子の動作時の端面温度上昇により汚染物がコーティング膜と反応して半導体レーザ素子の光出力低下が生じる。よって、従来のへき開面の形成方法及び端面コーティング方法では、半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができないという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、半導体レーザ素子のへき開面の形成方法及び端面コーティング方法に適用でき、高信頼性の半導体レーザ素子を実現できる半導体レーザ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、半導体レーザ構造が形成された基板の主面を電子ビームでスキャンしてクラックを発生させ、前記基板を分割する分割工程と、前記基板の分割により露出した基板端面にコーティング膜を形成するコーティング工程とを含み、前記分割工程と前記コーティング工程との間で、前記分割された基板を非大気中で移動することを特徴とする。
【００１６】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板を非大気中で移動させ、分割により露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行えるので、半導体レーザ素子の動作時の端面での光密度増加に伴う加熱により端面の汚染物が変質して生じる有機系生成物の発生を抑え、素子劣化のない、高信頼性の半導体レーザを実現することが可能となる。また、電子ビーム照射により基板を分割するので、分割によりＳｉＣ基板あるいはサファイア基板等の硬度の大きな基板又はこれらの基板上に形成された半導体層に形成される端面を容易に再現性良く平坦にすることができる。
【００１７】
ここで、前記非大気中とは、真空排気された雰囲気中であってもよい。さらに具体的には、次に述べる構成となっていてもよい。即ち、半導体レーザ構造を有するエピタキシャル成長層が形成されたサファイア基板の裏面より電子ビームを真空中で照射する。これにより、電子ビーム照射で加熱された範囲においてはサファイア基板の熱膨張が生じ、格子定数が大きくなる。この結果、格子不整合によりサファイア基板がへき開され、半導体レーザ素子の共振器ミラーとなるへき開面が形成される。そして、へき開面が形成された試料を真空中より大気にさらすことなく真空中で例えばスパッタ装置に移動させ、へき開面のコーティングを行う。この端面コーティングを半導体レーザ素子の前面（光出射面）及び後面に対して２回行い、後面での反射率が前面よりも大きくなるようにする。
【００１８】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板を真空中で移動させ、分割により新たに露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行うことができるので、高信頼性の半導体レーザ素子を実現することが可能となる。
【００１９】
また、前記真空排気された雰囲気中とは、真空度が１×１０-3Ｐａ以下まで真空排気された雰囲気中であってもよい。
【００２０】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板を１×１０-3Ｐａ以下の高真空中で移動させ、分割により新たに露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行うことができるので、高信頼性の半導体レーザ素子を実現することが可能となる。
【００２１】
また、前記非大気中とは、不活性ガス雰囲気中であってもよい。さらに具体的には、次に述べる構成となっていてもよい。即ち、半導体レーザ構造を有するエピタキシャル成長層が形成された基板の裏面より電子ビームを真空中で照射し、へき開面を形成する。そして、へき開面が形成された試料を大気にさらすことなく、例えばＮ2パージが行われてＯ2あるいはＨ2Ｏの濃度が出来る限り低減されたグローブボックスを介して試料を移動させ、へき開面のコーティングを行う。
【００２２】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板を不活性ガス雰囲気中で移動させ、分割により新たに露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行うことができるので、高信頼性の半導体レーザ素子を実現することが可能となる。
【００２３】
また、前記不活性ガス雰囲気中とは、Ｏ2及びＨ2Ｏ濃度がいずれも１００ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気中であってもよい。
【００２４】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板をＯ2及びＨ2Ｏの濃度がいずれも１００ｐｐｍ以下である不活性ガス雰囲気中で移動させ、分割によ新たにり露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行うことができるので、高信頼性の半導体レーザ素子を実現することが可能となる。
【００２５】
また、前記分割工程において、互いに平行となるように直線状に前記電子ビームで複数回スキャンして前記基板をバー状に分割し、前記コーティング工程において、前記バー状の分割により露出した基板端面にコーティング膜を形成してもよい。
【００２６】
これによって、それぞれ半導体レーザ素子を構成するチップ状の複数の基板を１本のバー状の基板として端面コーティングを行うことがきるので、高信頼性の半導体レーザ素子を実現できるとともに、端面コーティング工程を簡略化することが可能となる。
【００２７】
また、半導体レーザ素子の製造方法は、さらに、前記電子ビームでスキャンされない前記基板の主面に粘着性シートを貼り付ける貼り付け工程と、前記粘着性シートを引っ張って分割された基板を分離する分離工程とを含み、前記コーティング工程において、前記粘着性シートの分離された基板の一方の端面側が貼り付いた部分を押圧して前記基板の分割により露出したバー状の基板の一方の端面を上方に向けた後、前記基板の一方の端面にコーティング膜を形成してもよい。
【００２８】
これによって、分割及び端面コーティングを行う工程において、基板を粘着性シートに接着した状態のまま分割及び端面コーティングを行うことができるので、工程が簡略化されて量産性に優れた半導体レーザ素子の製造方法を実現することが可能となる。
【００２９】
また、前記コーティング工程は、さらに、前記粘着性シートの分離された基板の他方の端面側が貼り付いた部分を押圧して前記基板の分割により露出したバー状の基板の他方の端面を上方に向けた後、前記基板の他方の端面にコーティング膜を形成するコーティングサブ工程を含んでもよい。
【００３０】
これによって、粘着性シートに接着した状態のまま半導体レーザ素子の光出射面である前面と光出射面でない後面との両方に対して連続的に端面コーティングを行うことができるので、後面反射率が前面反射率よりも十分大きく設定されて低動作電流化された半導体レーザ素子を実現できるとともに、工程が簡略化されて量産性に優れた半導体レーザ素子の製造方法を実現することが可能となる。
【００３１】
また、前記コーティング工程において、前記基板の分割により露出したバー状の基板の端面を上方に向けて固定する冶具に前記分割された基板を配置した後、前記バー状の基板の端面にコーティング膜を形成してもよい。
【００３２】
これによって、基板の分割及び端面コーティングを真空中あるいは不活性ガス雰囲気中にて行えるので、コーティングされる端面を汚染させることなく、高信頼性の半導体レーザ素子を実現できる。
【００３３】
また、半導体レーザ素子の製造方法は、さらに、前記バー状の基板を前記電子ビームで複数回スキャンして前記バー状の基板をチップ状に分割するチップ分割工程を含んでもよい。
【００３４】
これによって、基板をバー状に分割し、さらに端面コーティングする工程に続いて、それぞれ半導体レーザ素子を構成する複数個のチップ状基板に分割する工程を連続的に行えるので、チップ欠けがなく低コストで高信頼性の半導体レーザ素子を実現することが可能となる。さらに、工程が簡略化されて量産性に優れた半導体レーザ素子の製造方法を実現することが可能となる。
【００３５】
また、前記チップ分割工程において、バー状の基板の長手方向と垂直な方向に前記電子ビームでスキャンして前記基板をチップ状に分割してもよい。
【００３６】
これによって、チップ形状が長方形となるように基板分割を行え、基板分割に引き続いて行われる実装工程におけるチップのハンドリングが容易になるので、工程が簡略化されて量産性に優れた半導体レーザ素子の製造方法を実現することが可能となる。
【００３７】
また、前記分割工程において、電子ビームのスキャンにより前記基板が分解する電力密度より小さく、前記基板にクラックあるいは転位が発生し始める電力密度よりも大きい電力密度の電子ビームでスキャンしてもよい。
【００３８】
これによって、電子ビーム照射により基板表面より電子飛程までの範囲が分解することなく加熱され、基板の表面部分が熱膨張し、電子飛程よりも深い位置の加熱されていない部分と表面部分との格子不整合が大きくなり、臨界膜厚を越えた時点で基板にクラックが生じて基板が分割されるので、チップ欠けを生じさせることなく平坦なへき開面を形成することが可能となる。
【００３９】
また、半導体レーザ素子の製造方法は、さらに、電子ビームでスキャンされる前記基板の主面に金属膜を形成する金属膜形成工程を含んでもよい。
【００４０】
これによって、電子ビームが照射される基板が絶縁性の場合でも基板表面がチャージアップして電子ビームに曲がりが生じないので、直線状に基板の分割を行うことが可能となる。
【００４１】
また、前記コーティング工程において、電子サイクロトロン共鳴スパッタ法あるいは高周波スパッタ法により前記コーティング膜を形成してもよい。
【００４２】
これによって、気相成長法等を用いて端面コーティングを行う場合と異なり、基板を加熱せずに端面コーティングを行えるので、例えば粘着性シートに貼り付けられた基板に対して端面コーティングを行う場合でも、粘着性シートを劣化させて端面を汚染させずに端面コーティングを行うことができ、高信頼性の半導体レーザ素子を実現することが可能となる。
【００４３】
また、前記コーティング工程において、前記基板の分割により露出した基板端面に材質の異なる少なくとも２種類以上の膜からなる多層膜を形成してコーティング膜を形成してもよい。
【００４４】
これによって、例えば光学波長の１／４の膜厚で屈折率の異なる２種類の材料を複数周期多層に積層させて半導体レーザ素子の後面の高反射ミラーを形成できるので、低動作電流でかつ高信頼性の半導体レーザ素子を実現することが可能となる。
【００４５】
また、半導体レーザ素子の製造方法は、さらに、コーティング膜が形成される基板端面に紫外線を照射する紫外線照射工程を含んでもよい。
【００４６】
これによって、端面をコーティングする前に紫外線が照射されて端面に残留した汚染物が分解・除去され、端面が清浄化されるので、さらに高信頼性の半導体レーザ素子を実現することが可能となる。
【００４７】
また、前記基板は、ＳｉＣ、サファイア、ＧａＮ、Ｓｉ、ＧａＡｓあるいはＩｎＰから構成される部分を有してもよい。
【００４８】
これによって、ＳｉＣ基板及びサファイア基板等の非常に硬い基板、又はＧａＮ基板、Ｓｉ基板、ＧａＡｓ基板及びＩｎＰ基板等の半導体基板をチップ欠けの少ない安定したチップ形状で分割することが可能となる。
【００４９】
また、前記基板は、ＩｎＧａＡｌＮから構成される半導体層を有してもよい。
これによって、ＩｎＧａＡｌＮ量子井戸層を発光層とする青紫色半導体レーザ素子のへき開面を再現性良く平坦にできるとともに、へき開面を汚染させることなくコーティングできるので、高信頼性の青紫色半導体レーザ素子を実現することが可能となる。
【００５０】
また、本発明は、半導体レーザ構造が形成された基板の主面をスキャンしてクラックを発生させ、前記基板を分割する電子ビームスキャン手段を有する非大気の電子ビームスキャン室と、前記基板の分割により露出した基板端面にコーティング膜を形成するコーティング手段を有する非大気のコーティング膜形成室と、前記電子ビームスキャン室と前記コーティング膜形成室とに接続され、前記電子ビームスキャン室とコーティング膜形成室との間で前記基板を移動させる移動手段を有する非大気の基板移動室とを備えることを特徴とする半導体レーザ素子の製造装置とすることもできる。
【００５１】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板を非大気の装置内で移動させ、分割により新たに露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行うことができるので、半導体レーザ素子の信頼性を向上させる半導体レーザ素子の製造装置を実現することが可能となる。
【００５２】
ここで、前記電子ビームスキャン室、前記コーティング膜形成室及び前記基板移動室は、真空排気されていてもよい。
【００５３】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板を真空に保持した装置内で移動させ、分割により新たに露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行うことができるので、半導体レーザ素子の信頼性を向上させる半導体レーザ素子の製造装置を実現することが可能となる。
【００５４】
また、前記電子ビームスキャン室、前記コーティング膜形成室及び前記基板移動室の真空度は、１×１０-3Ｐａ以下であってもよい。
【００５５】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板を１×１０-3Ｐａ以下の高真空中で移動させ、分割により新たに露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行うことができるので、半導体レーザ素子の信頼性を向上させる半導体レーザ素子の製造装置を実現することが可能となる。
【００５６】
また、前記電子ビームスキャン室、前記コーティング膜形成室及び前記基板移動室は、不活性ガスで満たされていてもよいし、前記基板移動室は、前記電子ビームスキャン室と前記コーティング膜形成室とに接続されたグローブボックスであってもよい。
【００５７】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板を不活性ガスで満たされた装置内で移動させ、分割により新たに露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行うことができるので、半導体レーザ素子の信頼性を向上させる半導体レーザ素子の製造装置を実現することが可能となる。
【００５８】
また、前記電子ビームスキャン室、前記コーティング膜形成室及び前記基板移動室のＯ2及びＨ2Ｏ濃度は、いずれも１００ｐｐｍ以下であってもよい。
【００５９】
これによって、電子ビーム照射により分割された基板をＯ2及びＨ2Ｏの濃度がいずれも１００ｐｐｍ以下である不活性ガス雰囲気中で移動させ、分割により新たに露出した端面を汚染させることなく端面コーティングを行うことができるので、半導体レーザ素子の信頼性を向上させる半導体レーザ素子の製造装置を実現することが可能となる。
【００６０】
また、前記半導体レーザ素子の製造装置は、さらに、前記電子ビームでスキャンされない前記基板の主面に貼り付けられ、伸張により粘着性シート上の前記分割された基板を分離する粘着性シートと、前記粘着性シートの分離された基板が貼り付いた部分を押圧して、前記分割により露出した基板端面を上方に向ける刃状冶具とを備えてもよい。
【００６１】
これによって、分割及び端面コーティングを行う工程において、基板を粘着性シートに接着した状態のまま分割及び端面コーティングを行うことができるので、工程が簡略化されて量産性に優れた半導体レーザ素子の製造装置を実現することが可能となる。
【００６２】
また、前記半導体レーザ素子の製造装置は、さらに、前記分割により露出した基板端面を上方に向けて前記分割された基板を固定する固定冶具を備えてもよい。
【００６３】
これによって、基板の分割及び端面コーティングを真空中あるいは不活性ガス雰囲気中にて行えるので、分割により露出した端面を汚染させることなく、半導体レーザ素子の信頼性を向上させる半導体レーザ素子の製造装置を実現することが可能となる。
【００６４】
また、前記コーティング手段は、電子サイクロトロン共鳴スパッタ法あるいは高周波スパッタ法により前記コーティング膜を形成してもよい。
【００６５】
これによって、気相成長法等を用いて端面コーティングを行う場合と異なり、基板を加熱せずに端面コーティングを行えるので、例えば粘着性シートに貼り付けられた基板に対して端面コーティングを行う場合でも、粘着性シートを劣化させて端面を汚染させずに端面コーティングを行うことができ、半導体レーザ素子の信頼性を向上させる半導体レーザ素子の製造装置を実現することが可能となる。
【００６６】
また、前記半導体レーザ素子の製造装置は、さらに、コーティング膜が形成される基板端面に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えてもよい。
【００６７】
これによって、端面をコーティングする前に紫外線が照射されて端面に残留した汚染物が分解・除去され、端面が清浄化されるので、半導体レーザ素子の信頼性をさらに向上させる半導体レーザ素子の製造装置を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００６８】
以上説明したように、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法によれば、へき開面を再現性良く平坦にすることができ、またへき開後にへき開面を汚染させることなくウエハを移動させて端面コーティングを実施することができるので、サファイア基板、ＳｉＣ基板等の硬い材料上に形成される窒化物半導体レーザ素子の低動作電流化、高出力化及び信頼性向上を実現することが可能となる。
【００６９】
よって、本発明により、高性能の半導体レーザ素子を実現できる半導体レーザ素子の製造方法を提供することが可能となり、実用的価値は極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
以下、本発明の実施の形態における半導体レーザ素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、サファイア基板上に例えばＭＯＣＶＤ法によりＩｎＧａＡｌＮにより構成される半導体層をエピタキシャル成長させて青紫色レーザ発振する半導体レーザ構造を形成する（ステップＳ１０１）。このとき、エピタキシャル成長層は、アンドープＧａＮ下地層、ｎ型ＧａＮ下地層、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、ｎ型ＧａＮガイド層、ＩｎＧａＮ多重量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層、ｐ型ＧａＮガイド層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層及びｐ+型ＧａＮコンタクト層が順次積層されて形成される。
【００７２】
次に、公知のリソグラフィー技術を用いてエピタキシャル成長層にストライプ状のリッジ部を形成する。
【００７３】
続いて、リッジ部の両側に誘電体層あるいはブロック層を形成して電流狭窄および、光導波構造を形成する（ステップＳ１０２）。
【００７４】
続いて、エピタキシャル成長層表面のｐ+型ＧａＮコンタクト層上にｐ型電極を形成し、活性層及びｐ型層を選択エッチングして露出したｎ型ＡｌＧａＮクラッド層上にｎ型電極を形成する（ステップＳ１０３）。これによって、青紫色半導体レーザ構造が形成された基板、つまり窒化物半導体ウエハが形成される。
【００７５】
続いて、電子ビームを用いてウエハをバー状に分割し、新たなウエハ端面を露出させてへき開面とする（ステップＳ１０４）。
【００７６】
続いて、分割により露出した端面にコーティング膜を形成する（ステップＳ１０５）。
最後に、電子ビームを用いてバー状ウエハをチップ状に分割する（ステップＳ１０６）。これによって、半導体レーザ素子が作製される。
【００７７】
次に、上記ステップＳ１０４、１０５で示したウエハのへき開及び端面コーティング工程の詳細について以下で説明する。
【００７８】
図２は、ウエハのへき開及び端面コーティング工程で用いられる半導体レーザ素子の製造装置の概略構成図である。
【００７９】
半導体レーザ素子の製造装置は、ローディング室２０１と、トランスファー室２０２と、電子ビーム照射室２０３と、スパッタ室２０４と、冶具２０５と、粘着性シート２０６とから構成される。
【００８０】
トランスファー室２０２は、電子ビーム照射室２０３及びスパッタ室２０４と接続され、電子ビーム照射室２０３とスパッタ室２０４との間でウエハ２０７を移動させる移動手段を有する。ここで、トランスファー室２０２は、非大気の部屋であり、常時１×１０-3Ｐａ以下、例えば１×１０-4Ｐａ程度の圧力に維持されている。
【００８１】
電子ビーム照射室２０３は、ウエハ２０７が分解する電力密度より小さく、ウエハ２０７にクラックあるいは転位が発生し始める電力密度よりも大きい電力密度の電子ビームでウエハ２０７をスキャンする電子ビームスキャン手段を有する。ここで、電子ビーム照射室２０３は、トランスファー室２０２からウエハ２０７が移動して来る際には、非大気とされる。つまり、トランスファー室２０２と同程度の真空度まで真空排気される。
【００８２】
スパッタ室２０４は、へき開面にコーティング膜を形成するスパッタ手段であるＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタ装置あるいはＲＦスパッタ装置を有する。ここで、スパッタ室２０４は、トランスファー室２０２からウエハ２０７が移動して来る際には、非大気とされる。つまり、トランスファー室２０２と同程度の真空度まで真空排気される。
【００８３】
図３は、上記半導体レーザ素子の製造装置を用いたウエハ２０７のへき開及び端面コーティング工程の詳細を示すフローチャートである。また、図４は、上記半導体レーザ素子の製造装置を用いたウエハ２０７のへき開及び端面コーティング工程の詳細を説明するための断面図である。
【００８４】
まず、ウエハ２０７のサファイア基板を研磨して例えば約１００μｍまで薄膜化した後に、エピタキシャル成長層が形成されていないサファイア基板裏面に約１０ｎｍのＡｕ薄膜を形成する。その後、図４（ａ）に示されるように、サファイア基板裏面が上面にくるように、電子ビームでスキャンされないエピタキシャル成長層と粘着性シート２０６とが接する形でウエハ２０７と粘着性シート２０６とを貼り合わせる。そして、粘着性シート２０６が貼り付けられたウエハ２０７を粘着性シート２０６が伸張可能な冶具２０５に装填する（ステップＳ３０１）。
【００８５】
次に、ウエハ２０７が装填された冶具２０５をローディング室２０１にローディングした後、真空ポンプを用いてローディング室２０１を真空排気し（可能な場合はＮ2ガス置換を複数回行うことで、可能な限りローディング室の雰囲気を清浄化する）、１×１０-3Ｐａ以下、例えば１×１０-4Ｐａまで減圧する。その後、トランスファー室２０２とローディング室２０１との間のゲートバルブを開け、ウエハ２０７が装填された冶具２０５をトランスファー室２０２に移動させる（ステップＳ３０２）。
【００８６】
続いて、トランスファー室２０２とローディング室２０１との間のゲートバルブを閉め、電子ビーム照射室２０３とトランスファー室２０２との間のゲートバルブを開く。このゲートバルブを開く前には予め電子ビーム照射室２０３をトランスファー室２０２と同程度の真空度になるまで真空排気をしておく。その後、ウエハ２０７が装填された冶具２０５を電子ビーム照射室２０３に移動させる（ステップＳ３０３）。
【００８７】
続いて、図４（ｂ）に示されるように、ウエハ２０７を電子ビーム４０２でスキャンしてクラックを発生させ、ウエハ２０７をバー状に分割し、分割により新たに露出したウエハ２０７の端面であるへき開面４０３を形成する（ステップＳ３０４）。このとき、ウエハ２０７の電子ビーム４０２でのスキャンは、図５に示されるように、エピタキシャル成長層５０１が形成されていないサファイア基板５０２裏面を互いに平行となるように直線状に電子ビーム４０２で複数回スキャンすることで行われる。また、クラックは、電子ビーム４０２照射によりウエハ２０７表面が短時間に加熱冷却されたことを起因として発生する。すなわち、電子ビーム４０２照射によりサファイア基板表面から電子ビーム４０２が侵入する範囲においてサファイア基板は加熱され、格子が膨張する。この膨張の結果、電子ビーム４０２の飛程の範囲とそれより深い位置の部分とでは格子不整合が生じて転位、さらにはクラックが生じるのである。
【００８８】
続いて、ウエハ２０７を複数のバー状ウエハに分割した後、ウエハ２０７が装填された冶具２０５をトランスファー室２０２に移動させる（ステップＳ３０５）。
【００８９】
続いて、図４（ｃ）に示されるように、冶具２０５において粘着性シート２０６を伸張させ（エキスパンド）、複数のバー状ウエハ４０４を分離する（ステップＳ３０６）。
【００９０】
続いて、図４（ｄ）に示されるように、粘着性シート２０６下部より粘着性シート２０６上部のバー状ウエハ４０４に第１の刃状冶具４０５を押し付ける形で、冶具２０５に第１の刃状冶具４０５を接着させ、半導体レーザ素子の光出射面であるいわゆる前面を上方に向けてバー状ウエハ４０４が冶具２０５に配置されるようにする（ステップＳ３０７）。これによって、前面に対して端面コーティングを施すことが可能となる。このとき、第１の刃状冶具４０５は、粘着性シート２０６上部のバー状ウエハ４０４の一方のへき開面４０３側、つまり半導体レーザ素子の前面側に押し付けられる。また、第１の刃状冶具４０５は、下方を向いた他方のへき開面４０３が粘着性シート２０６と接触しないように冶具２０５に接着される。
【００９１】
続いて、バー状ウエハ４０４が装填された冶具２０５をトランスファー室２０２よりスパッタ室２０４に移動させる（ステップＳ３０８）。このとき、スパッタ室２０４も前述の電子ビーム照射室２０３への移動の場合と同様に、冶具２０５移動前にはトランスファー室２０２と同程度の真空度になるまで真空排気しておく。
【００９２】
続いて、図４（ｅ）に示されるように、半導体レーザ素子の前面反射率が例えば５％程度となるように、例えばＥＣＲスパッタ法を用いて、上方に向いたバー状ウエハ４０４の一方のへき開面４０３に対して端面コーティングを行い、例えば７０ｎｍのＳｉＯ2膜から構成される前面コーティング膜４０６を形成する（ステップＳ３０９）。このとき、スパッタのターゲットとしてはＳｉＯ2、ＴｉＯ2及びａ−Ｓｉ：Ｈ等が用いられる。
【００９３】
続いて、バー状ウエハ４０４が装填された冶具２０５を再度トランスファー室２０２に移動させ、第１の刃状冶具４０５を冶具２０５から取り外す。その後、図４（ｆ）に示されるように、粘着性シート２０６下部より粘着性シート２０６上部のバー状ウエハ４０４に第２の刃状冶具４０７を押し付ける形で、冶具２０５に第２の刃状冶具４０７を接着させ、半導体レーザ素子の光を出射しない面であるいわゆる後面を上方に向けてバー状ウエハ４０４が冶具２０５に配置されるようにする（ステップＳ３１０）。これによって、半導体レーザ素子の後面に対して端面コーティングを施すことが可能となる。このとき、第２の刃状冶具４０７は、粘着性シート２０６上部のバー状ウエハ４０４の一方のへき開面４０３側、つまり半導体レーザ素子の後面側に押し付けられる。また、第２の刃状冶具４０７は、下方を向いた他方のへき開面４０３が粘着性シート２０６と接触しないように冶具２０５に接着される。
【００９４】
続いて、バー状ウエハ４０４が装填された冶具２０５をトランスファー室２０２より再度スパッタ室２０４に移動させる。その後、図４（ｇ）に示されるように、半導体レーザ素子の後面反射率が例えば９０％程度となるように、前面の端面コーティングの場合と同様に例えばＥＣＲスパッタ法を用いて、上方を向いたバー状ウエハ４０４の他方のへき開面４０３に対して端面コーティングを行い、例えば７０ｎｍのＳｉＯ2膜及び３５ｎｍのＴｉＯ2膜を２周期積層した膜から構成される後面コーティング膜４０８を形成する（ステップＳ３１１）。
【００９５】
続いて、スパッタ終了後、トランスファー室２０２を経由して半導体レーザ素子の前面及び後面、つまり両へき開面がコーティングされたバー状ウエハ４０４を高真空のローディング室２０１に移動させる（ステップＳ３１２）。
【００９６】
最後に、ローディング室２０１とトランスファー室２０２との間のゲートバルブを閉じた後、ローディング室２０１をＮ2パージしながら大気圧に戻し、図４（ｈ）に示されるような状態でバー状ウエハ４０４を取り出す（ステップＳ３１３）。
【００９７】
なお、バー状ウエハ４０４に対してチップ分離のためのいわゆる２次へき開を行う場合には、ステップＳ３１１で示される工程の後に、トランスファー室２０２を経由してバー状ウエハ４０４を再度電子ビーム照射室２０３に移動させ、バー状ウエハ４０４を既に形成されたへき開面と垂直な方向、つまりバー状ウエハ４０４の長手方向に垂直な方向に電子ビーム４０２で複数回スキャンしてチップ状に分割する。その後、チップ状ウエハをトランスファー室２０２に移動させ、再度粘着性シート２０６の伸張を行い、チップ状ウエハをチップ単位に分離した後、チップ状ウエハをローディング室２０１に移動させて取り出す。
【００９８】
以上のように本実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、へき開面を大気にさらすことなく、つまり例えば有機物系の汚染物をへき開面、特に光出射部分に形成させることなく端面コーティングを行うことができる。よって、半導体レーザ素子を動作させた場合に端面の加熱により汚染物が半導体レーザ素子を構成する半導体材料であるＧａＮ系半導体あるいはコーティング膜と反応して有機系反応生成物が形成されないので、本実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法は、光出力の低下といった半導体レーザ素子の信頼性上の問題が生じず、高信頼性の半導体レーザ素子を実現できる。
【００９９】
また、本実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、電子ビームを用いてウエハのへき開を行うので、平坦なへき開面を再現性良く形成することができる。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態における半導体レーザ素子の製造方法は、ウエハのへき開及び端面コーティング工程において、電子ビーム照射によりウエハをへき開した後に大気さらすことなく連続的に端面コーティングを行うという点で第１の実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法と基本的に同様である。しかし、高真空に保たれたトランスファー室を介してウエハを移動させるのではなく、例えばＮ2ガスが充填されたグローブボックスを介してウエハを移動させるという点で第１の実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法と異なっている。以下、第１の実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法と異なる点を中心に説明する。
【０１００】
図６は、第２の実施の形態における半導体レーザ素子の製造方法におけるウエハのへき開及び端面コーティング工程で用いられる半導体レーザ素子の製造装置の概略構成図である。
【０１０１】
半導体レーザ素子の製造装置は、ローディング室６０１と、グローブボックス６０２と、電子ビーム照射室６０３と、スパッタ室６０４と、へき開用冶具６０６と、スパッタ用冶具６０７とから構成される。
【０１０２】
グローブボックス６０２は、大気圧に保たれており、電子ビーム照射室６０３及びスパッタ室６０４と接続され、電子ビーム照射室６０３とスパッタ室６０４との間でウエハ６０５を移動させる移動手段を有する。ここで、グローブボックス６０２は、非大気の部屋であり、Ｏ2及びＨ2Ｏ濃度がいずれも１００ｐｐｍ以下の酸素や水蒸気を含まない清浄な不活性ガス雰囲気に常時保たれている。例えばＮ2ガスでパージされた不活性ガス雰囲気に常時保たれている。
【０１０３】
電子ビーム照射室６０３は、ウエハ６０５が分解する電力密度より小さく、ウエハ６０５にクラックあるいは転位が発生し始める電力密度よりも大きい電力密度の電子ビームでウエハ６０５をスキャンする電子ビームスキャン手段を有する。ここで、電子ビーム照射室６０３は、グローブボックス６０２からウエハ６０５が移動して来る際には、非大気とされる。つまり、酸素や水蒸気がグローブボックス６０２と同程度の濃度になるまで不活性ガス、例えばＮ2ガスで充填される。
【０１０４】
スパッタ室６０４は、へき開面にコーティング膜を形成するスパッタ手段であるＥＣＲスパッタ装置あるいはＲＦスパッタ装置を有する。ここで、スパッタ室６０４は、グローブボックス６０２からウエハ６０５が移動して来る際には、非大気とされる。つまり、酸素や水蒸気がグローブボックス６０２と同程度の濃度になるまで不活性ガス、例えばＮ2ガスで充填される。
【０１０５】
へき開用冶具６０６は、電子ビーム照射によるへき開後にウエハ６０５が移動することのないように、横方向にウエハ６０５を挟み込んで押さえつける。
【０１０６】
スパッタ用冶具６０７は、端面コーティング時にウエハ６０５が移動することのないように、横方向にウエハ６０５を挟み込んで押さえつける。
【０１０７】
図７は、上記半導体レーザ素子の製造装置を用いたウエハ６０５のへき開及び端面コーティング工程の詳細を示すフローチャートである。また、図８は、上記半導体レーザ素子の製造装置を用いたウエハ６０５のへき開及び端面コーティング工程の詳細を説明するための断面図である。
【０１０８】
まず、ウエハ６０５のサファイア基板を研磨して例えば約１００μｍまで薄膜化した後に、エピタキシャル成長層が形成されていないサファイア基板裏面に約１０ｎｍのＡｕ薄膜を形成する。その後、ウエハ６０５をローディング室６０１にローディングした後、真空ポンプを用いてローディング室６０１を真空排気し、Ｎ2ガス置換を十分に複数回行い、Ｎ2ガスが充填されているグローブボックス６０２にウエハ６０５を移動させる。そして、グローブボックス６０２とローディング室６０１との間のゲートバルブを閉じた後、図８（ａ）に示されるように、グローブボックス６０２においてウエハ６０５をへき開用冶具６０６に装填する（ステップＳ７０１）。
【０１０９】
次に、電子ビーム照射室６０３とグローブボックス６０２との間のゲートバルブを開き、ウエハ６０５が装填されたへき開用冶具６０６を電子ビーム照射室６０３に移動させ、電子ビーム照射位置に設置する。このゲートバルブを開く前には予め電子ビーム照射室６０３をＮ2ガスにて大気圧程度まで充填しておく。その後、電子ビーム照射室６０３とグローブボックス６０２との間のゲートバルブを閉じ、電子ビーム照射室６０３を真空排気する（ステップＳ７０２）。
【０１１０】
続いて、図８（ｂ）に示されるように、ウエハ６０５を電子ビーム７０３でスキャンしてクラックを発生させ、ウエハ６０５をバー状に分割し、分割により新たに露出したウエハ６０５の端面であるへき開面７０４を形成する（ステップＳ７０３）。このとき、ウエハ６０５の電子ビーム７０３でのスキャンは、サファイア基板裏面を互いに平行となるように直線状に電子ビーム７０３で複数回スキャンすることで行われる。この電子ビーム７０３の照射により、第1の実施の形態と同様、電子ビーム７０３の照射を行った部分でウエハ６０５が分割される。
【０１１１】
続いて、ウエハ６０５を複数のバー状ウエハに分割した後、電子ビーム照射室６０３をＮ2ガスにて大気圧程度まで充填し、ウエハ６０５が装填されたへき開用冶具６０６をグローブボックス６０２に移動させる（ステップＳ７０４）。
【０１１２】
続いて、グローブボックス６０２において、へき開用冶具６０６から取り出して複数のバー状ウエハを分離する。その後、図８（ｃ）に示されるように、バー状ウエハ７０５をスパッタ用冶具６０７に装填する（ステップＳ７０５）。このとき、半導体レーザ素子の光出射面であるいわゆる前面を上方に向けてバー状ウエハ７０５がスパッタ用冶具６０７に配置されるようにスパッタ用冶具６０７に装填する。これによって、前面に対して端面コーティングを施すことが可能となる。
【０１１３】
続いて、グローブボックス６０２とスパッタ室６０４との間のゲートバルブを開け、バー状ウエハ７０５が装填されたスパッタ用冶具６０７をグローブボックス６０２よりスパッタ室６０４に移動させる。このとき、スパッタ室６０４も前述の電子ビーム照射室６０３への移動の場合と同様に、スパッタ用冶具６０７移動前には、Ｎ2ガスを大気圧程度まで充填しておく。その後、グローブボックス６０２とスパッタ室６０４との間のゲートバルブを閉じ、スパッタ室６０４を高真空に排気する（ステップＳ７０６）。
【０１１４】
続いて、図８（ｄ）に示されるように、半導体レーザ素子の前面反射率が例えば５％程度となるように、例えばＥＣＲスパッタ法を用いて、上方を向いたバー状ウエハ７０５の一方のへき開面７０４に対して端面コーティングを行い、例えば７０ｎｍのＳｉＯ2膜から構成される前面コーティング膜７０６を形成する（ステップＳ７０７）。
【０１１５】
続いて、バー状ウエハ７０５が装填されたスパッタ用冶具６０７を再度グローブボックス６０２に移動させる（ステップＳ７０８）。
【０１１６】
続いて、図８（ｅ）に示されるように、半導体レーザ素子の光を出射しない面であるいわゆる後面を上方に向けてバー状ウエハ７０５がスパッタ用冶具６０７に配置されるようにする（ステップＳ７０９）。これによって、コーティング膜が形成されていない半導体レーザ素子の後面に対して端面コーティングを施すことが可能となる。
【０１１７】
続いて、バー状ウエハ７０５が装填されたスパッタ用冶具６０７をグローブボックス６０２より再度スパッタ室６０４に移動させる。その後、図８（ｆ）に示されるように、半導体レーザ素子の後面反射率が例えば９０％程度となるように、前面の端面コーティングの場合と同様に例えばＥＣＲスパッタ法を用いて、上方を向いたバー状ウエハ７０５の他方のへき開面７０４に対して端面コーティングを行い、例えば７０ｎｍのＳｉＯ2膜及び３５ｎｍのＴｉＯ2膜を２周期積層した膜から構成される後面コーティング膜７０７を形成する（ステップＳ７１０）。
【０１１８】
続いて、スパッタ終了後、スパッタ室６０４をＮ2ガスにて大気圧程度まで充填し、グローブボックス６０２を経由して半導体レーザ素子の前面及び後面、つまり両へき開面がコーティングされたバー状ウエハ７０５をローディング室６０１に移動させる（ステップＳ７１１）。
【０１１９】
最後に、ローディング室６０１とグローブボックス６０２との間のゲートバルブを閉じた後、ローディング室６０１をＮ2パージしながら大気圧に戻し、バー状ウエハ７０５を取り出す（ステップＳ７１２）。
【０１２０】
なお、バー状ウエハ７０５に対してチップ分離のためのいわゆる２次へき開を行う場合には、ステップＳ７１０で示される工程の後に、グローブボックス６０２を経由してバー状ウエハ７０５を再度電子ビーム照射室６０３に移動させ、バー状ウエハ７０５を既に形成されたへき開面と垂直な方向、つまりバー状ウエハ７０５の長手方向に垂直な方向に電子ビームで複数回スキャンしてチップ状に分割する。その後、チップ状ウエハをグローブボックス６０２に移動させ、チップ状ウエハをチップ単位に分離した後、チップ状ウエハをローディング室６０１に移動させて取り出す。
【０１２１】
以上のように本実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、へき開面が形成されたウエハを酸素や水蒸気を含まない不活性ガス雰囲気で保持するため、例えば有機物系の汚染物をへき開面、特に光出射部分に形成させることなく端面コーティングを行うことができる。よって、第１の実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法と同様の理由により、半導体レーザ素子を動作させた場合の端面劣化による光出力の低下といった信頼性上の問題が起こらないので、本実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法は、高信頼性の半導体レーザ素子を実現できる。
【０１２２】
また、本実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、電子ビームを用いてウエハのへき開を行うので、平坦なへき開面を再現性良く形成することができる。
【０１２３】
また、本実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、冶具へのウエハの装填をほぼ大気圧にてグローブボックス内で容易に行えるので、第１の実施の形態のように冶具装填を自動化された設備で行う必要がなく、簡易な半導体レーザ素子の製造方法を実現することができる。すなわち、半導体レーザ素子の製造装置の設備構造を単純化することができる。
【０１２４】
以上、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能であることはいうまでもない。
【０１２５】
例えば、ＧａＮ系半導体レーザ構造はＩｎＧａＡｌＮと標記される４元混晶のいかなる組成比でも良く、Ａｓ及びＰ等のV族元素又はＢ等のIII族元素を構成元素として含んでいてもよい。さらにその結晶成長方法はＭＯＣＶＤ法、分子線エピタキシー（Molecular Beam Epitaxy:MBE）及びＨＶＰＥ法のいずれか、あるいはその複数により構成される形でも良い。
【０１２６】
また、半導体レーザ構造は、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板、ＧａＡｓ基板あるいはＩｎＰ基板上に形成されても良く、基板の面方位は （０００１）面等の代表面からオフアングルのついた面方位であっても良い。
【０１２７】
また、本発明は窒化物半導体レーザ素子の製造方法に限られず、ＧａＡｓ基板上に形成されたＩｎＧａＡｌＰ系赤色半導体レーザ素子あるいはＡｌＧａＡｓ系赤外半導体レーザ素子、又はＩｎＰ基板上に形成されたＩｎＧａＡｓＰ系赤外半導体レーザ素子といったIII-V族化合物半導体を用いた半導体レーザ素子の製造方法として適用してもよい。
【０１２８】
また、本発明の実施の形態においては、ウエハのへき開及び端面コーティングを真空雰囲気中あるいは不活性ガス雰囲気中で連続的に行う例を示したが、例えばこれに続くパッケージ実装をも真空雰囲気中あるいは不活性ガス雰囲気中にて行ってもよい。
【０１２９】
また、本実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法において、へき開面におけるダメージ発生を抑えるために、ＥＣＲスパッタ法によりコーティング膜を形成したが、例えばＲＦスパッタ法によりコーティング膜を形成してもよい。
【０１３０】
また、端面コーティングは、コーティングされるへき開面を不活性ガスにてスパッタした後に行われてもよい。
【０１３１】
また、半導体レーザ素子の製造装置は、さらにへき開面に紫外線を照射する紫外線照射手段を備え、端面コーティングはコーティングされるへき開面に紫外線を照射した後に行われてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、半導体レーザ素子の製造方法に利用でき、特に窒化物半導体を含む高密度光ディスク用半導体レーザ素子が形成されたウエハのへき開及び端面コーティング方法等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】同実施の形態の半導体レーザ素子の製造工程におけるウエハのへき開及び端面コーティング工程で用いられる半導体レーザ素子の製造装置の概略構成図である。
【図３】同実施の形態の半導体レーザ素子の製造装置を用いたウエハのへき開及び端面コーティング工程の詳細を示すフローチャートである。
【図４】同実施の形態の半導体レーザ素子の製造装置を用いたウエハのへき開及び端面コーティング工程の詳細を説明するための断面図である。
【図５】同実施の形態の半導体レーザ素子の製造工程における電子ビーム照射によるウエハのへき開を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の半導体レーザ素子の製造工程におけるウエハのへき開及び端面コーティング工程で用いられる半導体レーザ素子の製造装置の概略構成図である。
【図７】同実施の形態の半導体レーザ素子の製造装置を用いたウエハのへき開及び端面コーティング工程の詳細を示すフローチャートである。
【図８】同実施の形態の半導体レーザ素子の製造装置を用いたウエハのへき開及び端面コーティング工程の詳細を説明するための断面図である。
【図９】従来の窒化物半導体レーザ素子の製造工程におけるウエハのへき開及び端面コーティング方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３４】
２０１、６０１    ローディング室
２０２    トランスファー室
２０３、６０３    電子ビーム照射室
２０４、６０４    スパッタ室
２０５    冶具
２０６    粘着性シート
２０７、６０５    ウエハ
４０２、７０３    電子ビーム
４０３、７０４    へき開面
４０４、７０５    バー状ウエハ
４０５    第１の刃状冶具
４０６、７０６    前面コーティング膜
４０７    第２の刃状冶具
４０８、７０７    後面コーティング膜
５０１    エピタキシャル成長層
５０２    サファイア基板
６０２    グローブボックス
６０６    へき開用冶具
６０７    スパッタ用冶具
【図１】
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【図２】
2006156468.tif 000004
【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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