(57)【要約】【課題】収率を増やすことの可能な半導体素子の製造方法を提供する。【解決手段】基板１０の上面１０Ａにメサ部１９が形成され、基板１０の切り欠き部１０Ｅに対応した部位に２つの金属層２３が形成されている。基板１０の裏面側には、２つの金属層２４が形成されている。２つの金属層２４は、基板１０の切り欠き部１０Ｅ内に形成されており、基板１０の側面１０Ｃと、金属層２３の裏面とに接して形成されている。基板１０の下面１０Ｂには、２つの電極パッド２５が形成されている。各電極パッド２５は、金属層２４と接して形成されている。【選択図】図３
2011029339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面、下面および側面を有する基板と、
前記上面に形成された光機能部と、
前記下面に形成された複数の電極パッドと、
少なくとも前記側面に形成され、かつ前記光機能部と、前記複数の電極パッドのうち少なくとも１つとを互いに電気的に接続する配線部と
を備えた半導体素子。
【請求項２】
前記配線部は、貫通電極を切断することにより形成されたものである
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項３】
前記配線部は、前記上面側に形成された第１金属層と、前記下面側に形成された第２金属層とを互いに接触させることにより形成されたものである
請求項１または請求項２に記載の半導体素子。
【請求項４】
前記基板は切り欠き部を有し、
前記配線部は、少なくとも前記切り欠き部に形成されている
請求項１または請求項２に記載の半導体素子。
【請求項５】
前記切り欠き部は、当該半導体素子の角に形成されている
請求項１または請求項２に記載の半導体素子。
【請求項６】
前記切り欠き部は、当該半導体素子の辺に形成されている
請求項１または請求項２に記載の半導体素子。
【請求項７】
前記光機能部は、レーザダイオード、発光ダイオード、またはフォトダイオードである
請求項１または請求項２に記載の半導体素子。
【請求項８】
上面および下面を有する基板の前記上面に光機能部を、前記基板を切断することとなる格子状の切断領域で囲まれたチップ領域ごとに形成すると共に、複数の第１金属層を、前記上面のうち前記切断領域を跨いで形成する第１工程と、
前記第１金属層のうち前記基板側の面を露出させる貫通孔を前記基板のうち前記切断領域を含む部位に形成し、かつ前記下面に、複数の電極パッドを前記チップ領域ごとに形成すると共に、前記第１金属層と前記パッド電極とを前記貫通孔を介して互いに電気的に接続する第２金属層を形成する第２工程と
前記基板を前記切断領域で切断すると共に前記第１金属層および前記第２金属層のうち少なくとも前記第１金属層を切断して前記基板をチップ化する第３工程と
を含む半導体素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１工程において、前記複数の第１金属層を、前記上面のうち前記切断領域の交差部に形成する
請求項８に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第１工程において、前記複数の第１金属層を、前記上面のうち前記切断領域の交差部以外の部分を跨いで形成する
請求項８に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１１】
上面および下面を有する基板の前記上面に光機能部を、前記基板を切断することとなる格子状の切断領域で囲まれたチップ領域ごとに形成し、かつ複数の窪みを、前記上面のうち前記切断領域を跨いで形成すると共に、前記光機能部から前記窪みの底面にまで延在する複数の金属層を形成する第１工程と、
前記基板をエッチングすることにより前記金属層のうち前記窪みの底面側の面を露出させたのち、前記下面に、複数の電極パッドを前記チップ領域ごとに形成すると共に、前記チップ領域ごとに形成された複数の電極パッドのうち少なくとも１つを前記金属層に接触させる第２工程と
前記基板を前記切断領域で切断すると共に前記窪みを切断して前記基板をチップ化する第３工程と
を含む半導体素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第２工程において、前記下面をラッピングすることにより前記金属層のうち前記窪みの底面側の面を露出させる
請求項１１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第２工程において、前記下面のうち前記窪みの底面との対向領域の全部または一部を選択的にエッチングすることにより前記金属層のうち前記窪みの底面側の面を露出させる
請求項１１に記載の半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面と裏面に電極パッドと機能部分（発光層・受光層や集積回路）を有し、かつ基板の側面にそれらを電気的に接続する配線を有する半導体素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
面発光型の半導体レーザでは、基板上にポスト型のメサ部が形成されている。このメサ部の上部と下部とにそれぞれ多層膜反射鏡が形成されており、これらの間に発光領域となる活性層が形成されている。さらに、メサ部の上面にリング状の上部電極が、基板の裏面に下部電極がそれぞれ形成されている。この半導体レーザでは、上部電極および下部電極から活性層に電流が注入されることにより、電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対の多層膜反射鏡により反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、レーザビームとしてメサ部の上面から外部に射出される。
【０００３】
この半導体レーザにおいて、基板の裏面および表面（メサ部側の面）のいずれか一方の面にだけ電極パッドを形成した場合には、Ａｕバンプによるフリップチップボンディングが可能となる。フリップチップボンディングは、ワイヤを引き回す必要のないものであることから、実装コストを低減することができ、高周波特性に優れている。９８０ｎｍ帯の半導体レーザでは、ＧａＡｓ基板が発光光を透過するので、基板側を光射出面とし、メサ部側に電極パッドを形成することにより、フリップチップボンディングが可能である。しかし、７８０ｎｍ帯や８５０ｎｍ帯の半導体レーザでは、ＧａＡｓ基板が発光光を吸収してしまうので、メサ部側を光射出面とした上で、基板に貫通電極を形成し、その貫通電極を介して基板の裏面にパッド電極を形成することが必要となる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４２７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の貫通電極を形成するためには、エッチングで基板に貫通孔を形成し、その貫通孔の側面に金属を成膜することが必要となる。しかし、基板の厚みが１００μｍ程度である場合には、貫通孔の直径も１００μｍ程度となるので、チップサイズを、貫通電極を形成することができるだけの大きさにすることが必要となる。その結果、ウェハあたりのチップの収率が低くなってしまうという問題があった。
【０００６】
また、このような問題は、面発光型の半導体レーザだけでなく、貫通電極を必要とする半導体素子全般において同様に生じるものである。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、収率を増やすことの可能な半導体素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体素子は、上面、下面および側面を有する基板を備えたものである。この半導体素子は、上面に形成された光機能部と、下面に形成された複数の電極パッドと、少なくとも側面に形成され、かつ光機能部と、複数の電極パッドのうち少なくとも１つとを互いに電気的に接続する配線部とを備えている。
【０００９】
本発明の半導体素子では、基板に貫通電極を形成せずに、少なくとも基板の側面に形成した配線部で、基板の一方の面側にある光機能部と、基板の他方の面側にある電極パッドとが互いに電気的に接続されている。従って、チップサイズを、貫通電極を形成することができるだけの大きさにする必要がない。
【００１０】
本発明の第１の半導体素子の製造方法は、以下の（Ａ１）〜（Ａ３）の工程を含むものである。
（Ａ１）上面および下面を有する基板の上面に光機能部を、基板を切断することとなる格子状の切断領域で囲まれたチップ領域ごとに形成すると共に、複数の第１金属層を、基板の上面のうち切断領域を跨いで形成する第１工程
（Ａ２）第１金属層のうち基板側の面を露出させる貫通孔を基板のうち切断領域を含む部位に形成し、かつ基板の下面に、複数のパッド電極をチップ領域ごとに形成すると共に、第１金属層とパッド電極とを貫通孔を介して互いに電気的に接続する第２金属層を形成する第２工程
（Ａ３）基板を切断領域で切断すると共に第１金属層および第２金属層のうち少なくとも第１金属層を切断して基板をチップ化する第３工程
【００１１】
本発明の第１の半導体素子の製造方法では、チップ化する際に、貫通孔に形成された貫通電極である第１金属層および第２金属層のうち少なくとも第１金属層が切断される。従って、チップサイズを、貫通電極を形成することができるだけの大きさにする必要がない。
【００１２】
本発明の第２の半導体素子の製造方法は、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ３）の工程を含むものである。
（Ｂ１）上面および下面を有する基板の上面に光機能部を、基板を切断することとなる格子状の切断領域で囲まれたチップ領域ごとに形成し、かつ複数の窪みを、基板の上面のうち切断領域を跨いで形成すると共に、光機能部から窪みの底面にまで延在する複数の金属層を形成する第１工程
（Ｂ２）基板をエッチングすることにより金属層のうち窪みの底面側の面を露出させたのち、基板の下面に、複数の電極パッドをチップ領域ごとに形成すると共に、チップ領域ごとに形成された複数の電極パッドのうち少なくとも１つを金属層に接触させる第２工程
（Ｂ３）基板を切断領域で切断すると共に窪みを切断して基板をチップ化する第３工程
【００１３】
本発明の第２の半導体素子の製造方法では、チップ化する際に、窪みが切断される。従って、チップサイズを、貫通電極を形成することができるだけの大きさにする必要がない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体素子、第１の半導体素子の製造方法、および第２の半導体素子の製造方法では、チップサイズを、貫通電極を形成することができるだけの大きさにする必要がないようにした。これにより、チップ内に貫通電極を形成した場合と比べて、チップサイズを小さくすることができ、収率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザの上面図である。
【図２】図１の半導体レーザの裏面図である。
【図３】図１の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図４】図１の半導体レーザのＢ−Ｂ矢視方向の断面図である。
【図５】図１の半導体レーザの製造過程を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く過程を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く過程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く過程を説明するための断面図である。
【図９】図８の基板における上面図である。
【図１０】図８の基板における裏面図である。
【図１１】図１の半導体レーザの一変形例の上面図である。
【図１２】図１１の半導体レーザの裏面図である。
【図１３】図１１の半導体レーザの製造過程における上面図である。
【図１４】図１３の基板における裏面図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザの上面図である。
【図１６】図１５の半導体レーザの裏面図である。
【図１７】図１５の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図１８】図１５の半導体レーザのＢ−Ｂ矢視方向の断面図である。
【図１９】図１５の半導体レーザの製造過程を説明するための断面図である。
【図２０】図１９に続く過程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態(図１〜図１０)
・チップの角部に貫通電極の一部が形成されている例
・貫通電極の接合面が基板の上面側にある例
２．第１の実施の形態の変形例(図１１〜図１４)
・チップの辺部に貫通電極の一部が形成されている例
３．第２の実施の形態（図１５〜図２０）
・チップの角部に貫通電極の一部が形成されている例
・貫通電極の接合面が基板の下面側にある例
４．第２の実施の形態の変形例
・チップの辺部に貫通電極の一部が形成されている例
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型の半導体レーザ１の上面図を表すものである。図２は、図１の半導体レーザ１の裏面図を表すものである。図３は図１の半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を、図４は図１の半導体レーザ１のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成をそれぞれ表すものである。
【００１８】
この半導体レーザ１は、フリップチップボンディングに適した構造を備えたチップであり、例えば、基板１０の上面側に１または複数のメサ部１９（後述）を備えており、基板１０の裏面側に、メサ部１９と電気的に接続された複数の電極パッド２５（後述）を備えたものである。この半導体レーザ１のチップ面積は、通常、チップをハンドリングする際の作業性や、チップ内のレイアウトなどから決められるものであり、例えば一辺の長さＬが１５０μｍの正方形の面積（１５０μｍ×１５０μｍ）程度となっている。
【００１９】
この半導体レーザ１は、基板１０の上面側に半導体層２０を備えている。半導体層２０は、例えば、基板１０側から、下部コンタクト層１１、下部ＤＢＲ層１２、下部クラッド層１３、活性層１４、上部クラッド層１５、電流狭窄層１６、上部ＤＢＲ層１７および上部コンタクト層１８をこの順に積層して構成されている。
【００２０】
半導体層２０全体がポスト型のメサ部１９（光機能部）となっている。メサ部１９の直径は、例えば、３０μｍ程度となっている。メサ部１９の側面には、複数の段差が形成されている。例えば、下部コンタクト層１１と下部ＤＢＲ層１２との界面に段差が形成されており、下部コンタクト層１１の外縁が台座部１１Ａとなっている。また、例えば、下部ＤＢＲ層１２と下部クラッド層１３との界面にも段差が形成されている。なお、段差は界面に形成されていなくてもよい。
【００２１】
基板１０は、例えばＧａＡｓ基板によって構成されている。基板１０は絶縁性もしくは高抵抗であってもよいし、低抵抗であってもよい。基板１０は、上面１０Ａ、下面１０Ｂおよび側面１０Ｃを有している。側面１０Ｃは、２つの角部１０Ｄと、２つの切り欠き部１０Ｅとを有している。２つの角部１０Ｄは、チップの一の対角線上において互いに対向配置されている。２つの切り欠き部１０Ｅは、チップの他の対角線上において互いに対向配置されており、チップ（半導体レーザ１）の角に形成されている。切り欠き部１０Ｅは、例えば、製造過程において基板１０を裏面側から選択的にエッチングすることにより形成された貫通孔１０Ｈの一部であり、例えば、基板１０を切断領域１０Ｆ(後述)で切断することにより形成されたものである。
【００２２】
下部コンタクト層１１は、例えばｎ型ＧａＡｓからなる。下部ＤＢＲ層１２は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して構成されたものである。低屈折率層は、例えば光学厚さがλ／４（λは発振波長）のｎ型Ａｌx1Ｇａ1-x1Ａｓ（０＜ｘ１＜１）からなる。一方、高屈折率層は、例えば光学厚さがλ／４のｎ型Ａｌx2Ｇａ1-x2Ａｓ（０＜ｘ２＜１）からなる。ｎ型の不純物としては、例えばケイ素（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などが挙げられる。
【００２３】
下部クラッド層１３は、例えばＡｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ（０＜ｘ３＜１）からなる。活性層１４は、例えばＧａＡｓ系材料からなり、未酸化領域１６Ｂ（後述）と対向する領域が発光領域１３Ａとなる。上部クラッド層１５は、例えばＡｌx4Ｇａ1-x4Ａｓ（０＜ｘ４＜１）からなる。これら下部クラッド層１３、活性層１４および上部クラッド層１５には、不純物が含まれていないことが望ましいが、ｐ型またはｎ型の不純物が含まれていてもよい。ｐ型の不純物としては、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などが挙げられる。
【００２４】
電流狭窄層１６は、メサ部１９の外縁に対応する部分に酸化領域１６Ａを有し、メサ部１９の中央に対応する部分に未酸化領域１６Ｂを有している。未酸化領域１６Ｂは、例えばｐ型Ａｌx5Ｇａ1-x5Ａｓ（０＜ｘ５≦１）からなり、上部電極２２（後述）からの電流を活性層１４へ注入する電流注入領域として機能する。また、酸化領域１６Ａは、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）を含んで構成され、後述するように、メサ部１９の側面から被酸化層１６Ｄ（後述）に含まれる高濃度のＡｌを酸化することにより得られるものである。従って、酸化領域１６Ａは活性層１４へ注入する電流を狭窄する電流狭窄領域として機能する。なお、被酸化層１６Ｄは半導体層２０を構成する各層の中で最も酸化されやすい材料からなる。
【００２５】
上部ＤＢＲ層１７は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して構成されたものである。低屈折率層は、例えば光学厚さがλ／４のｐ型Ａｌx6Ｇａ1-x6Ａｓ（０＜ｘ６＜１）からなる。一方、高屈折率層は、例えば光学厚さがλ／４のｐ型Ａｌx7Ｇａ1-x7Ａｓ（０＜ｘ７＜１）からなる。上部コンタクト層１８は、例えばｐ型ＧａＡｓにより構成されている。
【００２６】
本実施の形態の半導体レーザ１にはまた、メサ部１９の上面および側面、ならびにメサ部１９の周辺領域の表面に保護膜２１が形成されている。また、メサ部１９の上面（上部コンタクト層１８の表面）には、環状の上部電極２２が形成されている。上部電極２２の中央領域、すなわち、上記の未酸化領域１６Ｂに対応する領域が開口部２２Ａとなっている。上部電極２２は、メサ部１９の上面（上部コンタクト層１８の表面）に電気的に接続されている。
【００２７】
基板１０の上面側には、２つの金属層２３（第１金属層）が形成されている。２つの金属層２３は、基板１０の切り欠き部１０Ｅに対応した部位に形成されており、メサ部１９を間にして互いに対向配置されている。２つの金属層２３は、チップの角に形成されており、例えば、扇の形状となっている。各金属層２３は基板１０の上面１０Ａおよび金属層２４（後述）の表面に接して形成されており、金属層２４と電気的に接続されている。
【００２８】
基板１０の裏面側には、２つの金属層２４（第２金属層）が形成されている。２つの金属層２４は、基板１０の切り欠き部１０Ｅ内に形成されており、基板１０の側面１０Ｃと、金属層２３の裏面とに接して形成されている。２つの金属層２４は、チップの角に形成されており、例えば、扇の形状となっている。金属層２３および金属層２４は、例えば、後に詳述するように、貫通電極４０を切断することにより形成されたものである。
【００２９】
基板１０の下面１０Ｂには、２つの電極パッド２５が形成されている。２つの電極パッド２５は、半導体レーザ１をフリップチップボンディング用のパッドである。２つの電極パッド２５は、チップの裏面において、やや中央寄りに形成されており、例えば、円形状となっている。各電極パッド２５は、金属層２４と接して形成されている。一方の電極パッド２５は、金属層２３，２４、接続部２８（後述）を介して上部電極２２に電気的に接続されている。つまり、金属層２３，２４、接続部２８が、一方の電極パッド２５と上部電極２２とを電気的に接続する配線部としての役割を有している。他方の電極パッド２５は、金属層２３，２４、接続部２７（後述）を介して下部電極２６（後述）に電気的に接続されている。つまり、金属層２３，２４、接続部２７が、他方の電極パッド２５と下部電極２６とを電気的に接続する配線部としての役割を有している。
【００３０】
メサ部１９の側面の台座部１１Ａ上には、下部電極２６が形成されている。下部電極２６は、台座部１１Ａ（下部コンタクト層１１）と電気的に接続されており、例えば、Ｃ字の形状となっている。下部電極２６と１つの金属層２３との間には、接続部２７が設けられている。接続部２７は、下部電極２６と１つの金属層２３とを互いに電気的に接続している。上部電極２２と、下部電極２６とは未接続の金属層２３との間には、接続部２８が設けられている。接続部２８は、上部電極２２と、下部電極２６とは未接続の金属層２３とを互いに電気的に接続している。
【００３１】
保護膜２１は、例えば酸化物または窒化物などの絶縁材料により形成されたものであり、接続部２８とメサ部１９の側面との間を互いに絶縁している。金属層２３，２４、電極パッド２５、および接続部２７，２８は、例えばチタン（Ｔｉ）層，白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）層をこの順に積層して構成されたものである。下部電極２６は、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金層，ニッケル（Ｎｉ）層および金（Ａｕ）層とを下部コンタクト層１１側から順に積層した構造を有しており、下部コンタクト層１１と電気的に接続されている。
【００３２】
本実施の形態に係る半導体レーザ１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００３３】
図５〜図１０は、その製造方法を工程順に表すものである。なお、図５〜図８は製造過程の基板の一部の断面構成を、図９は図８の基板の上面構成の一部を、図１０は図８の基板の下部構成の一部をそれぞれ表すものである。なお、図９、図１０中の破線は、基板１０を小さく分割してチップ状にするためにダイシングする箇所を例示するものである。
【００３４】
ここでは、ＧａＡｓからなる基板１０上の半導体層２０を、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により形成する。この際、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アルシン (ＡｓＨ3)を用い、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ2Ｓｅを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば、ジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いる。
【００３５】
まず、基板１０の上面１０Ａに、下部コンタクト層１１、下部ＤＢＲ層１２、下部クラッド層１３、活性層１４、上部クラッド層１５、被酸化層１６Ｄ、上部ＤＢＲ層１７および上部コンタクト層１８をこの順に積層する（図５（Ａ））。なお、被酸化層１６Ｄは、後述の酸化処理により電流狭窄層１６となる層であり、例えば、ＡｌＡｓによって構成されている。
【００３６】
次に、例えば、下部クラッド層１３、活性層１４、上部クラッド層１５、電流狭窄層１６、上部ＤＢＲ層１７および上部コンタクト層１８を選択的にエッチングする。これにより、ポスト型のメサ部１９Ｄを、基板１０を切断することとなる格子状の切断領域（図示せず）で囲まれたチップ領域（図示せず）ごとに形成する（図５（Ｂ））。その結果、メサ部１９Ｄの側面に被酸化層１６Ｄが露出する。
【００３７】
次に、水蒸気雰囲気中において、高温で酸化処理を行い、メサ部１９Ｄの側面から被酸化層１６ＤのＡｌを選択的に酸化する（図６（Ａ））。これにより被酸化層１６Ｄのうちメサ部１９Ｄの外縁領域がＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）を含む酸化領域１６Ａとなり、メサ部１９Ｄの中央領域が未酸化領域１６Ｂとなる。このようにして、電流狭窄層１６が形成される。続いて、メサ部１９Ｄの上面（上部コンタクト層１８の上面）に、環状の上部電極２２を形成する（図６（Ａ））。
【００３８】
次に、例えば、下部ＤＢＲ層１２のうちメサ部１９Ｄとの非対向部位を選択的にエッチングする。これにより、側面に段差を有するポスト型のメサ部１９Ｅを形成する（図６（Ｂ））。続いて、メサ部１９Ｅの周囲に、メサ部１９Ｅを取り囲むようにして、Ｃ字型の下部電極２６を形成する（図６（Ｂ））。
【００３９】
次に、例えば、下部コンタクト層１１のうちメサ部１９Ｅおよび下部電極２６との非対向部位を選択的にエッチングする。これにより、基板１０の上面１０Ａに、側面に台座部１１Ａを有するポスト型のメサ部１９を形成する（図７（Ａ））。続いて、２つの金属層２３Ｄを、基板１０の上面のうち切断領域１０Ｆを跨いで形成する(図７（Ａ）)。
【００４０】
ここで、切断領域１０Ｆは、後の工程で基板１０からチップ（半導体レーザ１）を切り出すときに基板１０を切断する領域であり、基板１０の上面において格子状にレイアウトされている。金属層２３Ｄは、基板１０の切断と同時に切断されるものであり、金属層２３Ｄの切断により金属層２３となるものである。金属層２３Ｄは、例えば、円形状となっており、その直径は、例えば、１００μｍ程度となっている。
【００４１】
次に、メサ部１９の上面、側面、および周囲の表面を覆う保護膜２１を形成する（図７（Ｂ））。続いて、下部電極２６と１つの金属層２３とを電気的に接続する接続部２７と、上部電極２２と下部電極２６に未接続の１つの金属層２３とを電気的に接続する接続部２８とを形成する（図７（Ｂ））。その後、基板１０の下面１０Ｂをラッピングして、基板１０を所定の厚さに調整する。基板１０の厚さは、後の工程で貫通孔１０Ｈを形成し易い程度とすることが好ましい。
【００４２】
次に、基板１０に対して複数の貫通孔１０Ｈを形成する。具体的には、金属層２３Ｄのうち基板１０側の面Ｓ１を露出させる貫通孔１０Ｈを基板１０のうち切断領域１０Ｆを含む部位に形成する（図８（Ａ））。つまり、切断領域１０Ｆを跨ぐように、貫通孔１０Ｈを形成する。続いて、基板１０の下面１０Ｂに、複数の電極パッド２５（図示せず）をチップ領域ごとに形成する。ここで、チップ領域とは、上述したように、格子状の切断領域１０Ｆで囲まれた領域のことである。
【００４３】
次に、金属層２３Ｄと電極パッド２５とを貫通孔１０Ｈを介して互いに電気的に接続する金属層２４Ｄを形成する。これにより、基板１０に貫通電極４０が形成される。なお、電極パッド２５と金属層２４Ｄとを同時に（一括して）形成することも可能である。金属層２４Ｄは、基板１０の切断と同時に切断されるものであり、金属層２４Ｄの切断により金属層２４となるものである。金属層２４Ｄは、例えば、基板１０の下面１０Ｂ側から見たときに円形状となっており、その直径は、金属層２３Ｄと同様、例えば、１００μｍ程度となっている。
【００４４】
図９は、金属層２３Ｄを形成した段階における基板１０の上面１０Ａ側のレイアウトの一例を表すものである。図１０は、金属層２４Ｄを形成した段階における基板１０の下面１０Ｂ側のレイアウトの一例を表すものである。金属層２３Ｄ，２４Ｄは、上述したように、切断領域１０Ｆを跨いで形成されており、さらに、切断領域１０Ｆのうち格子の交差部１０Ｘ上に形成されている。つまり、金属層２３Ｄ，２４Ｄ（貫通電極４０）は、切断領域１０Ｆで囲まれた個々のチップ領域１０Ｇ内に形成されるのではなく、個々のチップ領域１０Ｇの境界である切断領域１０Ｆを跨いで形成される。
【００４５】
次に、図示しないが、基板１０を切断領域１０Ｆで切断すると共に、金属層２３Ｄ，２４Ｄ（貫通電極４０）を切断して基板１０をチップ化する。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ１が製造される。
【００４６】
次に、半導体レーザ１の作用・効果について説明する。
【００４７】
半導体レーザ１では、上部電極２２と下部電極２６との間に所定の電圧が印加されると、未酸化領域１６Ｂを通して活性層１４に電流が注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対の下部ＤＢＲ層１２および上部ＤＢＲ層１７により反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、レーザビームとして開口部２２Ａから外部に射出される。
【００４８】
ところで、従来では、フリップチップ接続の可能な素子を製造するに際して、ウェハ上のチップ領域（切断領域で囲まれた領域）内に、直径が１００μｍ程度の貫通電極が形成されていた。そのため、チップ領域の面積が、一辺の長さが３００μｍの正方形の面積（３００μｍ×３００μｍ）程度となり、一枚のウェハからの収率が低くならざるを得なかった。
【００４９】
一方、本実施の形態では、製造過程において、金属層２３Ｄ，２４Ｄ（貫通電極４０）が、個々のチップ領域１０Ｇの境界である切断領域１０Ｆを跨いで形成され、貫通電極４０の切断によりチップ化が行われる。これにより、貫通電極４０を切断した後に側面１０Ｃに残った貫通電極４０の一部を配線として使うことができる。従って、チップ領域１０Ｇのサイズを、貫通電極４０を形成することができるだけの大きさにする必要がなく、チップ領域１０Ｇの面積を、例えば、例えば一辺の長さＬが１５０μｍの正方形の面積（１５０μｍ×１５０μｍ）程度とすることが可能である。その結果、チップ内に貫通電極を形成していた従来の場合と比べて、チップサイズを小さくすることができ、収率が向上する。
【００５０】
＜第１の実施の形態の変形例＞
上記実施の形態では、切り欠き部１０Ｅは、チップの角に形成されていたが、例えば、図１１、図１２に示したように、チップの辺に形成されていてもよい。このようにする場合には、製造過程において、例えば、図１３、図１４に示したように、金属層２３Ｄ，２４Ｄを、切断領域１０Ｆのうちの交差部１０Ｘ以外の部分を跨いで形成すればよい。
【００５１】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る面発光型の半導体レーザ２について説明する。図１５は、半導体レーザ２の上面図を表すものである。図１６は、図１５の半導体レーザ１の裏面図を表すものである。図１７は図１５の半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を、図１８は図１５の半導体レーザ１のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成をそれぞれ表すものである。
【００５２】
半導体レーザ２は、上記実施の形態の半導体レーザ１と同様、フリップチップボンディングに適した構造を備えたチップであり、例えば、基板１０の上面１０Ａ側に１または複数のメサ部１９を備えており、基板１０の裏面側に、メサ部１９と電気的に接続された複数の電極パッド２５を備えたものである。半導体レーザ２は、金属層２３と金属層２４との接合面４０Ａが基板１０の下面１０Ｂと同一面内に配置されている点で、接合面４０Ａが基板１０の上面１０Ａと同一面内に配置されている半導体レーザ１の構成と主に相違する。そこで、以下では、上記実施の形態との相違点について主に説明し、上記実施の形態との共通点についての説明を適宜省略するものとする。
【００５３】
本実施の形態は、上述したように、接合面４０Ａが基板１０の下面１０Ｂと同一面内に配置されている。従って、半導体レーザ２の裏面側には、切り欠き部１０Ｅによる凹凸が存在せず、おおむね平坦となっている。
【００５４】
本実施の形態に係る半導体レーザ２は、例えば次のようにして製造することができる。
【００５５】
図１９、図２０は、その製造方法を工程順に表すものである。なお、図１９、図２０は製造過程の基板の一部の断面構成を表すものである。
【００５６】
まず、上記実施の形態と同様にして、下部電極２６まで形成する（図５〜図６）。
【００５７】
次に、例えば、下部コンタクト層１１のうちメサ部１９Ｅおよび下部電極２６との非対向部位を選択的にエッチングする。これにより、側面に台座部１１Ａを有するポスト型のメサ部１９を形成する（図１９（Ａ））。続いて、基板１０に対して複数の窪み５０を形成する。具体的には、メサ部１９ごとに、メサ部１９の周囲に２つの窪み５０を形成すると共に、基板１０のうち切断領域１０Ｆを含む部位に形成する（図１９（Ａ））。つまり、切断領域１０Ｆを跨ぐように、窪み５０を形成する。窪み５０は、基板１０を貫通しない程度の深さとなっており、窪み５０の底面と基板１０の下面１０Ｂとの間にはわずかに基板１０が残っている。
【００５８】
次に、２つの金属層２３Ｄを、基板１０の上面１０Ａから窪み５０の底面にかけて形成すると共に、基板１０の上面１０Ａのうち切断領域１０Ｆを跨いで形成する(図１９（Ｂ）)。金属層２３Ｄは、基板１０の切断と同時に切断されるものであり、金属層２３Ｄの切断により金属層２３となるものである。金属層２３Ｄは、例えば、円形状となっており、その直径は、例えば、１００μｍ程度となっている。
【００５９】
次に、メサ部１９の上面、側面、および周囲の表面を覆う保護膜２１を形成する（図１９（Ｂ））。続いて、接続部２７，２８を形成する（図１９（Ｂ））。その後、基板１０の下面１０Ｂをラッピングして、金属層２３Ｄのうち基板１０側の面を露出させる（図１９（Ｂ））。
【００６０】
次に、基板１０の下面１０Ｂに、複数の電極パッド２５（図示せず）をチップ領域ごとに形成する。次に、金属層２３Ｄと電極パッド２５とを互いに電気的に接続する金属層２４Ｄを形成する。これにより、基板１０に貫通電極４０が形成される。なお、電極パッド２５と金属層２４Ｄとを同時に（一括して）形成することも可能である。金属層２４Ｄは、基板１０の切断と同時に切断されるものであり、金属層２４Ｄの切断により金属層２４となるものである。金属層２４Ｄは、例えば、基板１０の下面１０Ｂ側から見たときに円形状となっており、その直径は、金属層２３Ｄと同様、例えば、１００μｍ程度となっている。
【００６１】
次に、図示しないが、基板１０を切断領域１０Ｆで切断すると共に、金属層２３Ｄ，２４Ｄ（貫通電極４０）を切断して基板１０をチップ化する。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ２が製造される。
【００６２】
次に、半導体レーザ２の作用・効果について説明する。
【００６３】
半導体レーザ２では、上部電極２２と下部電極２６との間に所定の電圧が印加されると、未酸化領域１６Ｂを通して活性層１４に電流が注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対の下部ＤＢＲ層１２および上部ＤＢＲ層１７により反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、レーザビームとして開口部２２Ａから外部に射出される。
【００６４】
本実施の形態では、上記実施の形態と同様、製造過程において、金属層２３Ｄ，２４Ｄ（貫通電極４０）が、個々のチップ領域１０Ｇの境界である切断領域１０Ｆを跨いで形成され、貫通電極４０の切断によりチップ化が行われる。これにより、貫通電極４０を切断した後に側面１０Ｃに残った貫通電極４０の一部を配線として使うことができる。従って、チップ領域１０Ｇのサイズを、貫通電極４０を形成することができるだけの大きさにする必要がなく、チップ領域１０Ｇの面積を、例えば、例えば一辺の長さＬが１５０μｍの正方形の面積（１５０μｍ×１５０μｍ）程度とすることが可能である。その結果、チップ内に貫通電極を形成していた従来の場合と比べて、チップサイズを小さくすることができ、収率が向上する。
【００６５】
＜第２の実施の形態の変形例＞
上記第２の実施の形態では、切り欠き部１０Ｅは、チップの角に形成されていたが、例えば、上記第１の実施の形態の変形例と同様、チップの辺に形成されていてもよい。
【００６６】
また、上記第２の実施の形態の製造過程において、接続部２７，２８を形成したのち、基板１０の下面１０Ｂをラッピングする代わりに、他の工程を実施してもよい。例えば、基板１０の下面１０Ｂのうち窪み５０の底面との対向領域の全部または一部を選択的にエッチングすることにより金属層２３Ｄのうち窪み５０の底面側の面を露出させるようにしてもよい。
【００６７】
以上、複数の実施の形態およびその変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００６８】
例えば、上記実施の形態等では、面発光型の半導体レーザを例にして本発明を説明したが、他の半導体素子、例えば、発光ダイオードや、フォトダイオードなどにも適用可能である。
【００６９】
また、上記実施の形態等では、ＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体レーザを例にして本発明を説明したが、他の化合物半導体レーザ、例えばＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＩｎＮ系、ＧａＩｎＮＡｓ系などのなど化合物半導体レーザにも適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１，２…半導体レーザ、１０…基板、１０Ａ…上面、１０Ｂ…下面、１０Ｃ…側面、１０Ｄ…角部、１０Ｅ…切り欠き部、１０Ｆ…切断領域、１０Ｇ…チップ領域、１０Ｈ…貫通孔、１０Ｘ…交差部、１１…下部コンタクト層、１１Ａ…台座部、１２…下部ＤＢＲ層、１３…下部クラッド層、１４…活性層、１４Ａ…発光領域、１５…上部クラッド層、１６…電流狭窄層、１６Ａ…酸化領域、１６Ｂ…未酸化領域、１６Ｄ…被酸化層、１７…上部ＤＢＲ層、１８…上部コンタクト層、１９，１９Ｄ，１９Ｅ…メサ部、２０…半導体層、２１…保護膜、２２…上部電極、２２Ａ…開口部、２３，２３Ｄ，２４，２４Ｄ…金属層、２５…電極パッド、２６…下部電極、２７，２８…接続部、４０…貫通電極、４０Ａ…接合面、５０…窪み。
【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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