(57)【要約】【課題】ウェハを所望の位置で劈開することのできる半導体レーザの製造方法を提供する。【解決手段】ＧａＮウェハ１１の上には、複数のリッジ部１３が設けられた半導体層が形成されている。リッジ部１３とスクライブマーク１６との間であって、スクライブマーク１６と同一直線上には、溝１９が設けられている。溝１９は、スクライブマーク１６に対して劈開する方向の下流側に設けられている。溝１９は、劈開する方向の下流側端部が外側に向かって凸となる形状であって、該形状の頂点が劈開しようとする線上にあるとともに、該頂点から延びる輪郭線は劈開する方向から６０度の方向と平行でないことが好ましい。【選択図】図２
2008227461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＮ基板の上に、複数のリッジ部が設けられた半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の側から前記ＧａＮ基板に所定の間隔を置いて複数のキズを設ける工程と、
前記キズに沿って前記ＧａＮ基板を劈開する工程とを有する半導体レーザの製造方法であって、
前記劈開する工程の前において、前記半導体層には、前記複数のリッジ部と前記複数のキズとの各間であって前記複数のキズと同一直線上に少なくとも１つの溝が設けられていることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項２】
前記半導体層を形成する工程は、
前記ＧａＮ基板の上に、少なくとも、ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層をこの順に形成する工程と、
フォトリソグラフィー法を用い、前記ｐ型コンタクト層と前記ｐ型クラッド層をエッチングして前記リッジ部と前記溝を形成する工程とを有す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】
前記半導体層を形成する工程は、
前記ＧａＮ基板の上に、少なくとも、ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層をこの順に形成する工程と、
フォトリソグラフィー法を用い、前記ｐ型コンタクト層と前記ｐ型クラッド層をエッチングして前記リッジ部と前記溝を形成する工程と、
前記リッジ部をマスクで被覆した状態で前記溝をさらにエッチングする工程とを有す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４】
前記半導体層を形成する工程は、
前記ＧａＮ基板の上に、少なくとも、ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層をこの順に形成する工程と、
フォトリソグラフィー法を用い、前記ｐ型コンタクト層と前記ｐ型クラッド層をエッチングして前記リッジ部を形成する工程と、
前記ｐ型コンタクト層および前記ｐ型クラッド層の所定の部分に絶縁膜を形成する工程と、
フォトリソグラフィー法を用い、前記絶縁膜をエッチングして前記溝を形成する工程とを有す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５】
前記半導体層を形成する工程は、
前記ＧａＮ基板の上に、少なくとも、ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層をこの順に形成する工程と、
フォトリソグラフィー法を用い、前記ｐ型コンタクト層と前記ｐ型クラッド層をエッチングして前記リッジ部を形成する工程と、
前記ｐ型コンタクト層および前記ｐ型クラッド層の所定の部分に絶縁膜を形成する工程とを有し、
前記所定の部分に前記溝を形成する部分を含めないことによって、前記絶縁膜の形成とともに前記溝を形成す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６】
前記絶縁膜は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む酸化物、ＳｉＮ、ＢＮ、ＡｌＮまたはＳｉＣであることを特徴とする請求項４または５に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項７】
前記溝は、前記キズに対して劈開する方向の下流側に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項８】
前記溝は、劈開する方向の下流側端部が外側に向かって凸となる形状であって、該形状の頂点が劈開しようとする線上にあるとともに、該頂点から延びる輪郭線は劈開する方向から６０度の方向と平行でないことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項９】
前記形状は、平面で見て三角形であることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１０】
前記形状は、平面で見て三角形に近似されるとともに、前記頂点から延びる輪郭線が外側に向かって凸となる形状であることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１１】
前記形状は、平面で見て三角形に近似されるとともに、前記頂点から延びる輪郭線が内側に向かって凸となる形状であることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１２】
前記形状は、平面で見て三角形に近似されるとともに、前記頂点から延びる輪郭線が複数の直線からなっていて全体が内側に向かって凸となる形状であることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１３】
前記溝は、少なくとも前記リッジ部に対して劈開する方向の下流側に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１４】
前記溝は、平面で見て四角形、三角形または円であって、劈開する方向から６０度の方向と輪郭線が平行でないことを特徴とする請求項１３に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１５】
ＧａＮ基板の上に、複数のリッジ部が設けられた半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の側から前記ＧａＮ基板に所定の間隔を置いて複数のキズを設ける工程と、
前記キズに沿って前記ＧａＮ基板を劈開する工程とを有する半導体レーザ素子の製造方法であって、
前記劈開する工程の前において、前記半導体層には、前記複数のキズと同一直線上に第１の溝と第２の溝が設けられており、
前記第１の溝は、前記リッジ部と前記キズの間であって前記キズに対し劈開する方向の下流側にあり、
前記第２の溝は、前記リッジ部と前記キズの間であって前記リッジ部に対し劈開する方向の下流側にあり、
前記第１の溝は、劈開する方向の下流側端部が外側に向かって凸となる形状であって、該形状の頂点が劈開しようとする線上にあるとともに、該頂点から延びる輪郭線は劈開する方向から６０度の方向と平行でなく、
前記第２の溝は、平面で見て四角形、三角形または円であって、劈開する方向から６０度の方向と輪郭線が平行でないことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１６】
ウェハ上にリッジ部と、前記リッジ部と高さが同じテラス部と、前記リッジ部と前記テラス部との間に形成され前記リッジ部よりも高さが低いチャネル部とを有する半導体レーザの製造方法であって、
前記ウェハ上に第一膜厚のｐ型クラッド層を形成する工程と、
前記チャネル部となる部分および、前記テラス部より前記リッジ部から離れた劈開線上の所定部分において前記ｐ型クラッド層をエッチングして第二膜厚とする工程と、
キズであるスクライブマークを前記劈開線上であって前記所定部分より前記リッジ部から離れた部分に形成する工程と、
前記スクライブマークの尖鋭部から前記所定部分を介して前記リッジ部の方向に前記劈開線に沿って劈開を行う工程とを備え、
前記尖鋭部の先端が前記劈開線上に配置されかつ前記所定部分に接するように前記スクライブマークを形成することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１７】
前記所定部分の前記劈開線と平行方向の長さを１μｍ以上とすることを特徴とする請求項１６に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１８】
前記所定部分の前記劈開線と垂直方向の長さを１μｍ以上とすることを特徴とする請求項１６に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１９】
前記第二膜厚を０μｍ以上〜０．４μｍ以下とすることを特徴とする請求項１６に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項２０】
各々が前記リッジ部、前記テラス部、前記チャネル部を備える複数のチップを前記ウェハ上に形成する工程と、
前記スクライブマークと前記所定部分をペアとして、隣接する２つの前記チップの間に少なくとも一ペアを形成することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項２１】
前記ウェハはＧａＮ基板であることを特徴とする請求項１６に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項２２】
前記GaN基板の高転位領域を形成する工程を更に備え、
前記スクライブマークの非尖鋭部が前記高転位領域と重なるように前記スクライブマークを配置し、
前記リッジ側の前記尖鋭部は前記ｐ型クラッド層が前記第二膜厚である部分に配置されることを特徴とする請求項２１に記載の半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザの製造工程では、スクライブマークでウェハにマーキングを行い、適当な力を加えてウェハを劈開して複数のバーに分割することが行われる。しかし、ＧａＮからなるウェハでは、ＧａＮが高い安定性を有しているために、劈開を利用して加工を行うことが困難であった。
【０００３】
これに対して、特許文献１には、劈開補助領域層を形成し、この層の切れ目に沿って劈開を行う方法が記載されている。また、特許文献２には、ウェハの端部から中央部に延在する主ガイド溝と、これより幅の狭い副ガイド溝とを、両者の中心軸を一致させ且つ連続した状態で形成し、これらの溝の延在方向にウェハを劈開する方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４２５７０号公報
【特許文献２】特開２００２−６４２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の方法では、劈開補助領域層を形成するために、半導体層の所定領域を再成長させる工程が必要であった。また、ＧａＮの結晶構造は六方晶系であるので、劈開をしたい方向から６０度曲がった方向に劈開されやすい。このため、特許文献２のように、端部にのみガイド溝を設ける方法では、精度よく所望の位置で劈開を行うことが難しかった。
【０００６】
一方、ＧａＮウェハでは、ウェハの端部だけでなく、半導体チップ単位でスクライブマークを設けることも行われている。しかし、スクライブマークを設ける位置がずれて、対向する一方のスクライブマークの延在方向に他方のスクライブマークがないと、劈開を行った後で劈開面に段差が生じることがある。この段差は、上記２つのスクライブマークの中央付近、特に、応力の集中しやすい半導体レーザのリッジ部に形成されやすい。リッジ部には発光領域があるので、こうした段差が形成されると半導体レーザの特性が低下するおそれがある。
【０００７】
図１２は、段差が形成された場合のリッジ部近傍の断面模式図である。リッジ部１０１には、段差によって生じたスジ状の不良部１０２が見られる。この図に示すように、出射光の広がり部１０３に不良部１０２がかかってしまうと、出射光の特性に悪影響を与えることになる。
【０００８】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、ウェハを所望の位置で劈開することのできる半導体レーザの製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、劈開によって段差が生じるのを抑制することのできる半導体レーザの製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、ＧａＮ基板の上に、複数のリッジ部が設けられた半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の側から前記ＧａＮ基板に所定の間隔を置いて複数のキズを設ける工程と、
前記キズに沿って前記ＧａＮ基板を劈開する工程とを有する半導体レーザの製造方法であって、
前記劈開する工程の前において、前記半導体層には、前記複数のリッジ部と前記複数のキズとの各間であって前記複数のキズと同一直線上に少なくとも１つの溝が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第２の態様は、ＧａＮ基板の上に、複数のリッジ部が設けられた半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の側から前記ＧａＮ基板に所定の間隔を置いて複数のキズを設ける工程と、
前記キズに沿って前記ＧａＮ基板を劈開する工程とを有する半導体レーザの製造方法であって、
前記劈開する工程の前において、前記半導体層には、前記複数のキズと同一直線上に第１の溝と第２の溝が設けられており、
前記第１の溝は、前記リッジ部と前記キズの間であって前記キズに対し劈開する方向の下流側にあり、
前記第２の溝は、前記リッジ部と前記キズの間であって前記リッジ部に対し劈開する方向の下流側にあり、
前記第１の溝は、劈開する方向の下流側端部が外側に向かって凸となる形状であって、該形状の頂点が劈開しようとする線上にあるとともに、該頂点から延びる輪郭線は劈開する方向から６０度の方向に平行でなく、
前記第２の溝は、平面で見て四角形、三角形または円であって、劈開する方向から６０度の方向と輪郭線が平行でないことを特徴とするものである。
本発明の第３の態様は、ウェハ上にリッジ部と、該リッジ部と高さが同じテラス部と、該リッジ部と該テラス部との間に形成され該リッジ部よりも高さが低いチャネル部とを有する半導体レーザの製造方法であって、
該ウェハ上に第一膜厚のｐ型クラッド層を形成する工程と、
該チャネル部となる部分および、該テラス部より該リッジ部から離れた劈開線上の所定部分において該ｐ型クラッド層をエッチングして第二膜厚とする工程と、
キズであるスクライブマークを該劈開線上であって該所定部分より該リッジ部から離れた部分に形成する工程と、
該スクライブマークの尖鋭部から該所定部分を介して該リッジ部の方向に該劈開線に沿って劈開を行う工程とを備え、
該尖鋭部の先端が該劈開線上に配置されかつ該所定部分に接するように該スクライブマークを形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、リッジ部とキズとの各間であって複数のキズと同一直線上に少なくとも１つの溝が設けられているので、ウェハを所望の位置で劈開することができる。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、複数のキズと同一直線上に第１の溝と第２の溝が設けられているので、ウェハを所望の位置で劈開することができる。また、劈開によって段差が生じるのを抑制することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１（ａ）は、半導体装置の製造工程の一部を示すフローチャートである。
【００１６】
図１（ａ）では、まず、ＧａＮウェハの上に複数の半導体レーザ素子が形成されたものを準備する（ステップ１）。次に、図１（ｂ）に示すように、ＧａＮウェハを劈開して、複数のバー１に分割する（ステップ２）。次いで、劈開した端面を保護膜で被覆する（ステップ３）。この場合、保護膜に反射率を制御する機能を持たせてもよい。例えば、光出射側の前端面を低反射率の保護膜とし、後端面を高反射率の保護膜とすることができる。その後、図１（ｃ）に示すように、バーをさらに分割して、複数の半導体レーザチップ２にする（ステップ４）。
【００１７】
次に、半導体レーザチップをステム上に搭載して組み立てを行う（ステップ５）。例えば、図１（ｄ）に示すように、ステム３から延出したチップ搭載部４に、サブマウント５を介して半導体レーザチップ２を搭載する。ステム３には、電極リード線６が貫通しており、電極リード線６と半導体レーザチップ２とは、金ワイヤ７によって電気的に接続される。
【００１８】
次に、図１（ｅ）に示すように、ステム３とキャップ７とが密着してなる密閉容器内に、半導体レーザチップを封入する（ステップ６）。キャップ７の頭頂部には窓部８が設けられており、窓部８を透過して半導体レーザチップからの光を外部へ出射することができる。
【００１９】
以上の工程を経て得られた半導体レーザ素子は、電気的特性などの試験に供される（ステップ７）。
【００２０】
図２（ａ）は、ＧａＮウェハの上に複数の半導体レーザ素子が形成された状態の斜視図であり、図１のステップ１の状態に対応する。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す領域Ａの拡大平面図である。
【００２１】
図２（ａ）では、ＧａＮウェハ１１の上に、複数の半導体レーザ素子が設けられている。符号１２は各半導体レーザ素子の電極、符号１３はリッジ部、符号１７は絶縁膜である。また、矢印１４は共振器方向を示しており、矢印１５は劈開方向を示している。
【００２２】
図２（ａ）において、劈開方向には、複数のスクライブマーク１６が設けられている。スクライブマーク１６は、本発明におけるキズである。これは、半導体層の側、すなわち、図２（ａ）の上側から、ＧａＮウェハ１１に所定の間隔を置いてカッターでキズを付けることにより形成できる。但し、これに限られるものではなく、電子ビームやレーザビームを照射して形成することもできる。
【００２３】
ところで、ＧａＮウェハには、一般に、貫通転位密度の比較的小さい低転位領域と、極めて貫通転位密度の大きい高転位領域とが存在する。高転位領域は、ウェハの上面または下面から見たときに、他の領域とは明らかにコントラストの異なる領域であり、幅が数μｍから数十μｍのストライプ状の領域として観察される。
【００２４】
図２（ｂ）に、高転位領域を符号１８で示す。劈開のためのスクライブマークはこれら高転位領域に設けられる。本実施の形態においては、全ての高転位領域１８にスクライブマーク１６を設けることができるが、これに限られるものではなく、所定の高転位領域１８に設けることもできる。例えば、高転位領域１８の１本から数本おきにスクライブマークを設けてもよい。尚、図２（ａ）および（ｂ）の例では、各高転位領域１８の間に半導体レーザ素子が一列設けられているが、これに限られるものではなく、半導体レーザ素子が複数列に渡って設けられていてもよい。
【００２５】
本実施の形態においては、スクライブマーク１６と同一の直線上に複数の溝１９を設けることを特徴とする。溝１９は、スクライブマーク１６とリッジ部１３の間であって、スクライブマーク１６に対して劈開方向の下流側に設けることが好ましい。尚、半導体レーザの製造工程では、溝１９を形成してからスクライブマーク１６を設けることができる。また、図２（ａ）および（ｂ）の例では、溝の数を１個としているが、これに限られるものではなく、複数個設けてもよい。
【００２６】
溝１９の形状は、劈開方向の下流側端部が外側に向かって凸となるようにすることが好ましい。例えば、図２（ｂ）に示すように、平面で見て三角形の形状とすることができる。この場合、三角形の頂点は、劈開しようとする線（以下、劈開線と称す。）の上に位置する。但し、劈開方向に対して６０度の方向はＧａＮが劈開しやすい方向であるので、この方向に対して、劈開線上にある頂点から延びる各辺が平行とならないようにする。
【００２７】
また、溝の形状は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような形状とすることもできる。これらは、図２（ｂ）の形状の変形例である。いずれも、平面で見て三角形に近似される形状であるが、劈開が起こりやすい方向を避けて輪郭が形成されている。詳しくは、劈開線上に位置する頂点から延びる輪郭線が、劈開する方向から６０度の方向に平行とならないようにしている。具体的には、図３（ａ）は、図２（ｂ）の三角形で劈開線上にある頂点から延びる各辺を外側に向かって凸となる曲線に代えたものである。また、図３（ｂ）は、上記の各辺を内側に向かって凸となる曲線に代えたものである。さらに、図３（ｃ）は、上記の各辺を、複数の直線からなり、全体が内側に向かって凸となる形状に代えたものである。
【００２８】
溝１９は、リッジ部１３の両側に設けられていてもよい。この場合、劈開方向下流側に向かって凸となる溝と、劈開方向上流側に向かって凸となる溝とで、リッジ部を挟むようにすることが好ましい。
【００２９】
図４は、ＧａＮウェハを劈開して得られたバーの斜視図である。また、図５（ａ）は、バーを分割して得られた半導体レーザチップの斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のリッジ部近傍の拡大図である。劈開の際、劈開の進行方向に応力の集中があると、所望の方向に劈開されないことがある。このとき、ウェハが所望の方向に劈開されないと、半導体レーザチップの端面から電極までの距離にばらつきが生じ、レーザ特性が低下するおそれがある。しかし、スクライブマークに対して劈開の進行方向の下流側に本実施の形態の溝を設ければ、応力を緩和することができるので所望の劈開線に沿って劈開を起こすことが可能になり、図４や図５（ａ）、（ｂ）のような劈開面を有する半導体レーザ素子を得ることができる。
【００３０】
溝１９は、リッジ部１３の中心から劈開方向１５に沿って１０μｍから５０μｍの範囲内に設けることが好ましい。リッジ部１３の中心から１０μｍより近い所では、発光点の近傍となることから発光に悪影響を及ぼすおそれがある。一方、リッジ部１３の中心から５０μｍより遠い所では、本発明の効果が小さくなり、劈開線からずれて劈開が起こるおそれがある。
【００３１】
次に、図６（ａ）〜（ｄ）を用いて、溝の形成方法の一例について説明する。
【００３２】
まず、ＧａＮウェハ２１の表面に、ｎ型クラッド層２２、活性層２３、ｐ型クラッド層２４およびｐ型コンタクト層２５を形成する（図６（ａ））。次に、フォトリソグラフィー法を用いて、ｐ型コンタクト層２５とｐ型クラッド層２４にエッチングを施し、リッジ部２６と溝２７を形成する（図６（ｂ））。その後、リッジ部２６の上部を除いて、全面に絶縁膜２８を形成する（図６（ｃ））。さらに、リッジ部２６の上とＧａＮウェハ２１の裏面にそれぞれ電極２９、３０を形成する（図６（ｄ））。これにより、本実施の形態による半導体レーザ素子が得られる。
【００３３】
図６（ａ）〜（ｄ）に示す方法によれば、溝２７とリッジ部２６は同じ工程で形成されるので、全体の工程数を増やさないで済むという利点が得られる。
【００３４】
次に、図７（ａ）〜（ｅ）を用いて、溝の形成方法の他の例について説明する。
【００３５】
まず、ＧａＮウェハ３１の表面に、ｎ型クラッド層３２、活性層３３、ｐ型クラッド層３４およびｐ型コンタクト層３５を形成する（図７（ａ））。次に、フォトリソグラフィー法を用いて、ｐ型コンタクト層３５とｐ型クラッド層３４にエッチングを施し、リッジ部３６と溝３７を形成する（図７（ｂ））。次いで、マスク３８を用いて、溝２７のみをさらにエッチングする（図７（ｃ））。その後、不要となったマスク３８を除去してから、リッジ部３６の上部を除いて全面に絶縁膜３９を形成する（図７（ｄ））。さらに、リッジ部３６の上とＧａＮウェハ３１の裏面にそれぞれ電極４０、４１を形成する（図７（ｅ））。
【００３６】
図６（ａ）〜（ｄ）に示す方法によれば、溝２７とリッジ部２６とは同じ深さになる。これに対して、図７（ａ）〜（ｅ）に示す方法によれば、溝３７とリッジ部３６を別々の工程で形成するので、溝３７の深さをリッジ部３６より深くすることができる。したがって、所望とする方向にウェハを劈開させることが一層容易となる。
【００３７】
さらに、溝は、図８（ａ）〜（ｄ）に示す方法によっても形成することができる。
【００３８】
まず、ＧａＮウェハ４２の表面に、ｎ型クラッド層４３、活性層４４、ｐ型クラッド層４５およびｐ型コンタクト層４６を形成する（図８（ａ））。次に、フォトリソグラフィー法を用いて、ｐ型コンタクト層４６とｐ型クラッド層４５にエッチングを施し、リッジ部４７を形成する（図８（ｂ））。その後、ｐ型コンタクト層４６とｐ型クラッド層４５の所定の部分に絶縁膜４８を形成する。次いで、フォトリソグラフィー法を用い、絶縁膜４８をエッチングして溝４９を形成する（図８（ｃ））。尚、絶縁膜４８を形成する際に、上記の所定の部分に溝４９を形成する部分を含めないことによって、絶縁膜４８の形成とともに溝４９を形成することもできる。例えば、溝４９を形成したい部分にマスクを設けて絶縁膜４８を堆積させる。その後、マスクを除去すれば、溝４９を形成することができる。そして、絶縁膜４８と溝４９を形成した後は、リッジ部４７の上とＧａＮウェハ４２の裏面にそれぞれ電極５０、５１を形成する（図８（ｄ））。
【００３９】
上記方法において、絶縁膜４８としては、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む酸化物を用いることができる。また、ＳｉＮ、ＢＮ、ＡｌＮまたはＳｉＣなどを絶縁膜４８として用いてもよい。
【００４０】
以上述べたように、本実施の形態によれば、スクライブマークと溝を併用して劈開を行うので、単にスクライブマークのみを設けた場合に比較して、ＧａＮウェハを所望の位置で劈開することが容易となる。
【００４１】
実施の形態２．
図９は、劈開前の半導体レーザ素子の一部拡大平面図である。尚、ウェハには、ＧａＮを用いている。
【００４２】
図９において、符号６１は半導体レーザ素子の電極、符号６２はリッジ部、符号６３は高転位領域、符号６４はスクライブマーク、符号６５は絶縁膜である。また、矢印６６は劈開方向を示している。スクライブマーク６４は、カッターでキズを付けて形成することができるが、これに限られるものではなく、電子ビームやレーザビームを照射して形成することもできる。
【００４３】
本実施の形態においては、劈開方向６６に沿って複数の溝６７を設けることを特徴とする。溝６７は、スクライブマーク６４とリッジ部６２の間であって、リッジ部６２に対して劈開方向６６の上流側および下流側のいずれにも設けることができる。但し、リッジ部６２に対し劈開方向６６の下流側には必ず設けるようにする。尚、図９の例では、溝をリッジ部の両側に各１個設けているが、これに限られるものではなく、両側に複数個ずつ設けてもよい。また、リッジ部の下流側にのみ溝を設ける場合には、片側に複数個設けることができる。
【００４４】
溝６７の形状は、劈開の際の応力を緩和することができればよいので、平面で見て、四角形、三角形などの多角形、または円とすることができる。但し、劈開方向に対して６０度の方向はＧａＮが劈開しやすい方向であるので、この方向と輪郭線が平行となるような形状は避ける。
【００４５】
溝６７は、実施の形態１で説明した溝と同様にして形成することができる。この場合、図６〜図８のいずれの方法で形成してもよい。
【００４６】
図１０は、図９のＧａＮウェハを劈開して得られたバーを、さらに分割して得られた半導体レーザチップの斜視図である。劈開を行うと、劈開のエネルギーが小さいところに応力が集中して割れが進行していく。このとき、ウェハの結晶方位と劈開をしたい方向との間にずれがあったり、スクライブマークの形状や位置に問題があったり、各スクライブマークが一直線上に並んでいなかったりすると、劈開を行った後で劈開面に段差が生じることがある。しかし、本実施の形態によれば、溝を設けることにより、発光部の近傍で段差が生じるのを緩衝することができる。したがって、図１０のような劈開面を有する半導体レーザ素子を得ることが可能となる。
【００４７】
実施の形態３．
図１１は、劈開前の半導体レーザ素子の一部拡大平面図である。尚、ウェハには、ＧａＮを用いている。
【００４８】
図１１において、符号７１は半導体レーザ素子の電極、符号７２はリッジ部、符号７３は高転位領域、符号７４はスクライブマーク、符号７５は絶縁膜である。また、矢印７６は劈開方向を示している。スクライブマーク７４は、カッターでキズを付けて形成することができるが、これに限られるものではなく、電子ビームやレーザビームを照射して形成することもできる。
【００４９】
本実施の形態においては、劈開方向７６に沿って第１の溝７７と第２の溝７８を設けることを特徴とする。ここで、第１の溝７７は、実施の形態１の溝１９（図２（ｂ））に対応するものである。一方、第２の溝７８は、実施の形態２の溝６７（図９）に対応するものである。
【００５０】
第１の溝７７は、スクライブマーク７４とリッジ部７２の間であって、スクライブマーク７４に対して劈開方向７６の下流側に設ける。尚、図１１の例では、第１の溝７７の数を１個としているが、これに限られるものではなく、複数個設けてもよい。
【００５１】
第１の溝７７の形状は、劈開方向の下流側端部が外側に向かって凸となるようにする。例えば、図１１に示すように、平面で見て三角形の形状とすることができる。この場合、三角形の頂点は、劈開線の上に位置する。但し、劈開方向に対して６０度の方向はＧａＮが劈開しやすい方向であるので、この方向と劈開線上にある頂点から延びる各辺とが平行にならないようにする。尚、第１の溝７７の形状は、実施の形態１で説明した図３（ａ）〜（ｃ）に示す形状とすることもできる。
【００５２】
第２の溝７８は、スクライブマーク７４とリッジ部７２の間であって、リッジ部７２に対し劈開方向の下流側に設ける。尚、図９の例では、第２の溝７８の数を１個としているが、これに限られるものではなく、複数個設けてもよい。
【００５３】
第２の溝７８の形状は、平面で見て、四角形、三角形または円とすることができる。但し、劈開方向に対して６０度の方向はＧａＮが劈開しやすい方向であるので、この方向と輪郭線が平行となるような形状は避ける。
【００５４】
第１の溝７７は、実施の形態１で説明した溝と同様の方法で形成することができる。この場合、図６〜図８のいずれの方法で形成してもよい。一方、第２の溝７８も同様にして形成することができる。
【００５５】
劈開を行うと、劈開のエネルギーが小さいところに応力が集中して割れが進行していく。このとき、ウェハが所望の方向に劈開されないと、半導体レーザチップの端面から電極までの距離にばらつきが生じ、レーザ特性が低下するおそれがある。しかし、スクライブマーク７４に対して劈開の進行方向の下流側に第１の溝７７を設けることにより、所望の劈開線に沿って劈開を起こすことが可能になる。一方、リッジ部７２に対して劈開の進行方向の下流側に第２の溝７８を設けることにより、発光部の近傍で段差が生じるのを緩衝することができる。このように、本実施の形態によれば、スクライブマークに加えて第１の溝と第２の溝を設けることによって、高い精度で劈開を行うことができるとともに、劈開による発光部の近傍で不良が起こるのを防ぐこともできる。
【００５６】
実施の形態４
本実施形態は、スクライブマークの先端位置などの層構造を最適化することでウェハ劈開後のリッジ部とその近傍の劈開面に段差が生じることを抑制する半導体レーザの製造方法に関する。以後、本実施形態の半導体レーザの製造方法について図１３に示すフローチャートに沿って説明する。まず、ｎ型クラッド層、活性層が形成された単結晶ウェハの表面にｐ型クラッド層が形成される（ステップ１２０）。ステップ１２０処理後のウェハの断面は図１４に示されている。すなわち単結晶ウェハ１３６の上層にｎ型クラッド層１３４が形成され、ｎ型クラッド層１３４の上層に活性層１３２が形成され、活性層１３２の上層にはｐ型クラッド層１３０が形成されている。そして、ステップ１２０処理後のｐ型クラッド層の膜厚はT１である。ここで膜厚T1とは半導体レーザの特性を考慮してリッジ部に必要な膜厚となるように定められる。
【００５７】
次いで、ステップ１２０で形成したｐ型クラッド層上にフォトリソグラフィー法で所定のパターニングを行う。そしてレジストで覆われていない開口部分をエッチングする（ステップ１２２）。このエッチングは半導体レーザのリッジ部およびテラス部となるべき部分を除いた部分のｐ型クラッド層を所定深さまでエッチングするものである。ここで、テラスとはリッジ部の保護などを目的にリッジ部と同程度の高さを備える部分のことである。
【００５８】
ステップ１２２によりエッチングが行われたあとの断面構造は図１５に示す。図１５に示すようにステップ１２２ではリッジ２００、テラス２０２、隣接リッジ２０６などが形成される。すなわち、リッジ部I、テラス部III、隣接リッジ部Vはステップ１２２のエッチング工程でエッチングされないからｐ型クラッド層の膜厚がT1のままである。一方チャネル部II、後述する工程でスクライブマークが形成される部分であるスクライブマーク形成部IVはステップ１２２でｐ型クラッド層がエッチングされ、その膜厚はT2となっている。本実施形態ではT２は０．０６μｍである。
【００５９】
ステップ１２２の処理を終えるとステップ１２４へと処理が進められる。ステップ１２４ではスクライブマーク形成部IVにスクライブマークが形成される。本実施形態のスクライブマークはウェハ劈開の際に劈開の起点となるべきキズである。このスクライブマークはカッターでキズを付けて形成することができるが、これに限られるものではなく、電子ビームやレーザビームを照射して形成することもできる。ステップ１２４によりスクライブマークが形成された後のウェハの断面は図１６Aに示す。さらに図１６Aの平面図を図１６Bに示す。ここで、図１６Bにおける破線は劈開線２０１であり、後述の劈開工程においてはこの劈開線２０１に沿って同図中矢印方向に劈開が行われる。
【００６０】
本実施形態のスクライブマーク２０４は断面図である図１６Aでは深さ方向に幅が狭くなる逆三角形の形状である。一方平面図である図１６Bでは劈開線２０１に２の頂点が配置されるひし形の形状である。図１６Bから把握されるようにスクライブマーク２０４は尖鋭部（前述したひし形の部分であって頂点を含む部分）を備える。ここで、スクライブマーク２０４の拡大図を図１６Ｃに示す。スクライブマークは前述した尖鋭部２０９と非尖鋭部２１１とを備え両者が一体的に形成されたキズである。なお、尖鋭部２０９は劈開線２０１上に配置される頂点を含み、しかもその頂点は劈開進行方向下流側のものである。
【００６１】
そしてスクライブマーク２０４は、テラス部IIIとスクライブマーク形成部IVとの境界からリッジ部Iと反対方向に劈開線２０１に沿って距離L1だけ離れた場所に、尖鋭部の先端が配置されるように形成される。本実施形態のL1は１μｍであるが、１μｍ以上であれば特に限定されない。ここで、前述の境界から距離L1だけ離れた場所に配置されるスクライブマーク２０４のうち、尖鋭部２０９の劈開線上の先端を「劈開側先端」と称する。劈開側先端は劈開線２０１上に配置される２のスクライブマークの頂点のうちリッジ２００に近い方の頂点である。そして、距離Ｌ１については、「テラス部IIIとスクライブマーク形成部IVとの境界から劈開側先端までの距離」と表現することができる。
【００６２】
また、図１６Bにおける斜線部分はステップ１２０においてｐ型クラッド層がエッチングされた領域を示している。図１６Bから把握できるように、このエッチングされた領域は幅L2であり帯状に配置されている。本実施形態においてL2は１μｍであるが、１μｍ以上であれば特に限定されない。
【００６３】
ステップ１２４の処理を終えるとステップ１２６へと処理が進められる。ステップ１２４は前述した劈開線２０１に沿ってウェハを劈開して半導体レーザの端面を露出させる工程である。ステップ１２４では、スクライブマーク２０４の裏面から力を加えることによりスクライブマーク２０４を起点として図１６Bに矢印で示す方向に劈開を行う。ステップ１２６を終えると光が出射又は反射すべきレーザ端面が表面に露出する。
【００６４】
ここで本発明の意義を理解するための比較例について説明する。比較例における半導体レーザの製造方法については断面図である図１７Aおよびその平面図である図１７Bを用いて説明する。図１７Aおよび図１７Bは劈開を行う前の構成である。比較例における半導体レーザの製造方法では単結晶ウェハ２４０上にｎ型クラッド層２３９、ｎ型クラッド層２３９上に活性層２３８が形成されたウェハ上に、ｐ型クラッド層が形成される。ここで形成されるｐ型クラッド層の膜厚はｈ１とする。次いで、チャネル２４３を形成するためのエッチングを行う。このエッチングは、チャネル２４３におけるｐ型クラッド層の残膜が、ｈ１より薄いｈ２となるように行われる。ここで、残膜ｈ２は活性層２３８などを保護しかつレーザ特性を最適化できる値に定められる。このようにしてエッチングが行われるとｐ型クラッド層の膜厚がｈ１であるリッジ２４２、ｈ２であるチャネル２４３、ｈ１であるテラス２４４が形成される。なお、図１７Aに記載の通り、テラス２４４からさらにチャネル２４３と離隔する方向にはリッジ２４２とは異なるチップを形成するべきリッジ２４１などが形成される。
【００６５】
次いで、スクライブマーク２３０を形成する。比較例のスクライブマーク２３０は図１７Aから分かるように、前述のエッチングが行われていない部分であるテラス２４４に形成される。従ってスクライブマークの劈開側先端（ここでいう劈開側先端とは平面図で見るとひし形であるスクライブマーク２３０のうち、劈開線a-b上に配置される２の頂点のうちリッジ２４２に近い方をさす）はテラス２４４上に配置される。そして、比較例においてはさらに前述した劈開側先端から劈開線a-bに沿って、リッジ２４２方向に一定距離だけテラス２４４があるようにスクライブマーク２３０が配置される。すなわち、比較例の劈開側先端から劈開線a-bに沿ったリッジ２４２の方向には一定距離に渡ってｐ型クラッド層の厚い（ｈ１である）領域が広がる。なお以後、劈開側先端からその劈開側先端を起点として劈開すべきリッジの方向に延びる劈開線平行方向の一所定面積の領域を「転位関連領域」と称する。転位関連領域は劈開側先端と接する。
【００６６】
そして、図１７A、１７Bで示される比較例の構成が完成すると、端面を露出させるための劈開が行われる。劈開はスクライブマーク２３０の裏面から力を加えて図１７Bにおける劈開線a-bに沿って図１７Bの矢印方向に行われる。すなわち、劈開はスクライブマーク２３０を起点として開始され、劈開側先端から転位関連領域を経由してチャネル２４３、リッジ２４２の順で進行する。
【００６７】
レーザ動作時に光密度の高くなるリッジ部の活性層およびクラッド層などの端面部分に劈開に伴う段差などが生じているとレーザ特性を劣化させることが知られている。従って、劈開においては、特に「レーザ動作時に光密度の高くなる」領域の端面が段差無く平坦となることが求められる。しかしながら、比較例の半導体レーザの製造方法により劈開を行うと、リッジ部の活性層およびクラッド層などの「レーザ動作時に光密度の高くなる」領域の端面に横方向の段差が生じることがあった。ここで、横方向の段差とは、例えば図１７Bの矢印と略平行方向に延びる段差のことである。また別の見方をすれば、図１７Aにおいて深さ方向平坦性を阻害する段差である。
【００６８】
このような横方向の段差は、特に厳密に横方向に延びる段差に限定されない。すなわち、横方向の段差は、スクライブマーク近傍に存在または発生した転位が劈開の過程で前述した「レーザ動作時に光密度の高くなる」領域にまで及ぶことを発生原因とするため、少なくとも横方向成分を持つ段差である。比較例においてはこのような横方向の段差が原因となり半導体レーザの特性が劣化する場合があると考えられる。
【００６９】
本実施形態の半導体レーザの製造方法によれば、劈開を行う際に上述した横方向の段差の発生を抑制できる。以下、本実施形態の半導体レーザの製造方法についてその特徴を説明する。
【００７０】
本実施形態では、転位関連領域として定義した劈開側先端から劈開すべきリッジにのびる領域におけるｐ型クラッド層の膜厚が０．０６μｍと薄膜化（エッチング）されている。そのため、例えば、図１６Aのスクライブマーク２０４を起点として劈開を開始した際にスクライブマーク近傍に存在または発生した転位が劈開方向と平行方向にのびず、劈開方向と垂直方向すなわちウェハ表面方向にのびる。従って前述した横方向の段差自体が発生しないから、「レーザ動作時に光密度の高くなる」領域における端面を平坦とすることができる。故に本実施形態による半導体レーザの製造方法によれば、リッジおよびリッジ近傍において端面が平坦となるように劈開を行うことができる。
【００７１】
一般に劈開の進行する方向はその材料が割れやすい方向に沿うものである。また、本発明のようにスクライブマークを起点として劈開を開始すると、その近傍の転位がのびる方向も前述した材料の割れやすい方向に沿うものである。このような知見に基づくと、転位関連領域におけるｐ型クラッド層の膜厚が厚い場合、スクライブマーク近傍の転位にとって「割れやすい方向」とは、例えば単結晶ウェハとｎ型クラッド層との界面に沿った方向などの「横方向」であると考えられる。一方、転位関連領域におけるｐ型クラッド層の膜厚が薄い場合、スクライブマーク近傍の転位にとって劈開の際に「割れやすい方向」とはウェハ表面方向すなわち縦方向であると考えられる。従って転位関連領域におけるｐ型クラッド層が薄膜化（エッチング）されている本発明では、横方向の転位は抑制される。本発明の効果はこのような技術的な根拠によって与えられるものである。
【００７２】
実際に、発明者が行った実験では前述の考察を裏付ける以下のような結果が得られている。まず、本実施形態で説明した比較例を説明する図である図１７Aのテラス２４４について、ｐ型クラッド層膜厚を０．６μｍとした構成のウェハの劈開を行った。この場合およそ７０％の半導体レーザチップについて、その端面のリッジ２４２などの特性上重要な場所において横方向の段差が発生した。他方、本実施形態を説明する図である図１６Aのｐ型クラッド層膜厚T2を０．０６μｍとした構成のウェハの劈開を行うと前述した横方向の段差の発生確率は０％であった。なお、この実験結果は一般的な青紫色LDリッジ構造を備える半導体レーザにて行われたものである。
【００７３】
ここで、青紫色LDリッジ構造を備える半導体レーザのｐ型クラッド層（上クラッド層）の残し厚は、FFP（Far  Field  Pattern）の制限等から概ね０．４μｍであることが多い。従って本発明の効果を得るためには前述の転位関連領域におけるｐ型クラッド層（上クラッド層）の膜厚を０．４μｍ未満とすればよい。さらに、ｐ型クラッド層（上クラッド層）の成膜ばらつきやエッチングばらつきなどを考慮すると前述の０．４μｍの値に代えて０．１μｍとしておくとより本発明の効果を得るために好適である。すなわち、前述したようにｐ型クラッド層膜厚T2を０．０６μｍとすれば横方向の段差の問題を回避できるが、劈開以外の要因によりT2を０．０６μｍより厚膜化する必要があるときは、０．１μｍとすることにより工程ばらつきがあったとしても本発明の効果を得ることができる。なお本発明の効果を得るためのT2膜厚に下限はなく０μｍであっても良い。
【００７４】
前述した実験結果は青紫色LDについてのものであるが、本発明の思想が「材料の割れやすさ」に関する考察に基づくことから他の材料系であっても定量的な差はあるものの本発明の効果が得られると考えられる。
【００７５】
さらに、本発明ではリッジを形成するためのエッチングと転位関連領域のエッチングとを同一のエッチング工程で行うから工程増加なしに本発明の効果を得ることができる。
【００７６】
本実施形態では転位関連領域は先に定義した長さL1、L2で定められる形状であるが本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は転位関連領域におけるｐ型クラッド層を０．０６μｍ（あるいは前述した通り０．４μｍ未満のいずれかの値）とすることで効果を得られるものであり、転位関連領域の形状は任意である。
【００７７】
本実施形態の半導体レーザの製造方法を実施する対象となるウェハは図１８Aに示すようにストライプコアと呼ばれる高転位領域３００を備えることが考えられる。高転位領域３００に重なるようにスクライブマークを形成する際にも、転位関連領域のｐ型クラッド層を０．４μｍ未満とすることで本発明の効果を得ることができる。さらに、スクライブマーク３０４の尖鋭部（尖鋭部の定義は前述した通り）を高転位領域３００と重ならない部分であってｐ型クラッド層が薄膜化（エッチング）された部分に配置するとより劈開面（とくにリッジ近傍）における段差を抑制できる。なお、高転位領域が備わるウェハにおいて、スクライブマークが高転位領域以外の場所に配置されてもよい。そのような例を図１８Bに示す。図１８Bはチップ３０２の両わきにスクライブマーク３０４が配置されるものであるから、本発明の効果を得るとともに、より精度良く劈開線に沿った劈開が可能である。
【００７８】
本実施形態では、テラスを備える半導体レーザの製造方法について説明したが、本発明はテラスがない場合にも適用可能である。テラスがない半導体レーザの劈開前の構成を図１９A、図１９Bに示す。図１９Aは断面図であり図１９Bは図１９Aの平面図である。この例では、表面から順にｐ型クラッド層２５４、活性層２５６、ｎ型クラッド層２５８を備えスクライブマーク２５０はｐ型クラッド層２５４の薄膜化（エッチング）された部分に形成されている。
【００７９】
本実施形態では、活性層上にｐ型クラッド層が形成される構成を説明したが活性層上に形成されるクラッド層（上クラッド層という）はｎ型クラッド層であっても本発明の効果は得られる。
【００８０】
尚、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。例えば、リッジ部を除く劈開線上に、スクライブマークと幅が一致するようにｐ型クラッド層がエッチングされた領域を配置してもよい。このような例を、図２０に示す。図２０は劈開前のウェハの平面図である。スクライブマーク４０２および転位関連領域は、ｐ型クラッド層がエッチングされていな領域に配置されている。なお、この図においてリッジ４００と同じパターンで塗りつぶされている部分はｐ型クラッド層がエッチングされていない領域を表す（図２１、２２においても同じ）。また、同様にして、図２１、２２に示すようなウェハを形成し劈開を行ってもよい。ここで、図２０、２１、２２における矢印線は劈開線と劈開方向を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は、半導体装置の製造工程の一部を説明する図である。
【図２】（ａ）は、実施の形態１でＧａＮウェハの上に複数の半導体レーザ素子が形成された状態の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す領域Ａの拡大平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１における溝の変形例である。
【図４】実施の形態１で、ＧａＮウェハを劈開して得られたバーの斜視図である。
【図５】（ａ）は、実施の形態１でバーを分割して得られた半導体レーザチップの斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のリッジ部近傍の拡大図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１の溝の形成方法の一例である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、実施の形態１の溝の形成方法の一例である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１の溝の形成方法の一例である。
【図９】実施の形態２で、劈開前の半導体レーザ素子の一部拡大平面図である。
【図１０】図９のＧａＮウェハを劈開して得られたバーを、さらに分割して得られた半導体レーザチップの斜視図である。
【図１１】実施の形態３で、劈開前の半導体レーザ素子の一部拡大平面図である。
【図１２】段差が形成された場合のリッジ部近傍の断面模式図である。
【図１３】実施の形態４の半導体レーザの製造方法を説明するフローチャートである。
【図１４】ｐ型クラッド層形成後のウェハの断面を説明する図である。
【図１５】エッチング工程後のウェハの断面を説明する図である。
【図１６】(A)、(B)はスクライブマーク形成後のウェハの断面を説明する図である。（Ｃ）はスクライブマークの形状を説明する図である。
【図１７】(A)、(B)は比較例の半導体レーザの製造方法を説明する図である。
【図１８】(A)、(B)は高転位領域を備えるウェハについて説明する図である。
【図１９】(A)、(B)はテラスがない半導体レーザの劈開前の構成を説明する図である。
【図２０】実施の形態４における変形の一例を示す図である。
【図２１】実施の形態４における変形の一例を示す図である。
【図２２】実施の形態４における変形の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１１  ＧａＮウェハ
１２，６１，７１  電極
１３，６２，７２  リッジ部
１４  共振器方向
１５，６６，７６  劈開方向
１６，６４，７４  スクライブマーク
１８，６３，７３  高転位領域
１９，６７  溝
１７，６５，７５  絶縁膜
７７  第１の溝
７８  第２の溝
２００  リッジ
２０１  劈開線
２０２  テラス
２０４  スクライブマーク
【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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