(57)【要約】【課題】大サイズの半導体レーザーチップおよび半導体レーザーチップ連結バーを半導体特性の中間検査に用いることにより、製品の半導体レーザーチップの歩留まりおよび製造効率の向上を図る。【解決手段】本発明にかかる半導体レーザーチップ１０は、共振器長（Ｌ）が２ｍｍ以上であり、共振器長が３ｍｍ以上６ｍｍ以下であること、厚み（ｔ）が２００μｍ以上であることが好ましい。また、本発明にかかる半導体レーザーチップ連結バーは、上記半導体レーザーチップが共振器の共振方向とは直交して連なっている。また、本発明における半導体の評価においては、ウエハの少なくとも一部に形成した上記半導体チップ連結バー領域を、ウエハからへき開、分離し、ウエハとは別に裏面に電極を形成した半導体チップ連結バーを用いる。【選択図】　　　　図１
2004146672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振器長が２ｍｍ以上であることを特徴とする半導体レーザーチップ。
【請求項２】
共振器長が３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする半導体レーザーチップ。
【請求項３】
厚みが２００μｍ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体レーザーチップ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なっていることを特徴とする半導体レーザーチップ連結バー。
【請求項５】
少なくとも一部に、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なって形成される短冊状の領域を有することを特徴とするウエハ。
【請求項６】
ウエハの少なくとも一部に、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なってなる短冊状の領域を形成し、ウエハからへき開、分離し、ウエハとは別に裏面に電極を形成した半導体レーザーチップ連結バーを用いて半導体特性を評価する方法。
【請求項７】
ウエハの少なくとも一部に、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なってなる短冊状の領域を形成し、ウエハからへき開、分離し、ウエハとは別に裏面に電極を形成した半導体レーザーチップ連結バーをさらにへき開、分離することにより得られた半導体レーザチップを用いて半導体特性を評価する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザーチップ製造工程中における半導体特性の中間検査のために有用な大サイズの半導体レーザーチップ、半導体レーザーチップ連結バーまたはウエハに関する。また、本発明は、該大サイズの半導体レーザーチップまたは導体レーザーチップ連結バーを用いて半導体特性を評価する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体レーザー素子の最終的な特性評価は、ウエハからチップを切り出し、該チップ組み込んだ半導体レーザー素子を、ステムに装着して各種の特性試験を行なっていた。近年、半導体レーザー素子の微細化の要請に伴い、ウエハから小さくて薄い半導体レーザーチップを如何に切り出すかが問題となり、その裁断の方法が種々提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、かかる方法のみでは、最終段階で不良となった製品については、再度ウエハ形成段階からやり直しを行なわなければならず、時間的および費用的損失が大きくなる。
【０００４】
このため、従来からも、全部チップの切り出しおよび最終的な装着前に、ウエハからまず中間検査用のチップまたはチップ連結バーを切り出し、かかるチップまたはチップ連結バーに電極を付けたものについて半導体特性の評価が行なわれてきた（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７６８２３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開昭６３−１５３８８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の中間検査における半導体特性の評価においても、評価試験に供されるチップまたはチップ連結バーは、ステムに実際に装着されるサイズ（共振器長さは１ｍｍ以下特に０．２〜０．７ｍｍ程度、厚さは１５０μｍ以下特に１００μｍ程度）であり、厚さが１００μｍ程度の薄いウエハおよびチップ連結バー、場合によってはチップを取り扱う必要があるため、特性評価試験の際に割れたり欠けたりする問題点があった。
【０００８】
本発明は、特性評価試験の際の上記問題点を解決して、半導体レーザー素子製造工程中における半導体レーザーチップ性能の中間検査にために有用な半導体レーザーチップ、半導体レーザーチップ連結バーまたはウエハを提供することを目的とする。また、本発明は、上記半導体レーザーチップまたは半導体レーザーチップ連結バーを用いて半導体特性を評価する方法を提供することも目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる半導体レーザーチップは、共振器長が２ｍｍ以上であることを特徴とする。また、共振器長が３ｍｍ以上６ｍｍ以下であること、さらには厚みが２００μｍ以上であることが好ましい。この厚みは、エピタキシャル成長段階の厚みそのままであって、厚みを薄くする工程を省略することが上記目的達成のために最も効果的である。
【００１０】
また、本発明にかかる半導体レーザーチップ連結バーは、上記半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なっていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるウエハは、少なくとも一部に、上記半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なって形成される短冊状の領域を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる半導体レーザーチップ連結バーを用いて半導体特性を評価する方法は、ウエハの少なくとも一部に、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なってなる短冊状の領域を形成し、ウエハからへき開、分離し、ウエハとは別に裏面に電極を形成した半導体レーザーチップ連結バーを用いるものである。
【００１３】
さらに、本発明にかかる半導体レーザチップを用いて半導体特性を評価する方法は、ウエハの少なくとも一部に、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なってなる短冊状の領域を形成し、ウエハからへき開、分離し、ウエハとは別に裏面に電極を形成した半導体レーザーチップ連結バーから得られた半導体レーザチップを用いるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる半導体レーザーチップの概略図を図１に示す。図１に示すように、本発明にかかる半導体レーザーチップ１０は、表面にストライプ１１を有する多重半導体層１２に電極１３が設けられたものである。半導体レーザーチップ１０の共振器長をＬ、幅をＷ、厚みをｔとする。
【００１５】
本発明にかかる半導体レーザーチップは、共振器長（Ｌ）が２ｍｍ以上である。共振器長が２ｍｍ未満の半導体レーザーチップを切り出そうとすると、厚みを薄くする必要があり、ウエハからの切り出しおよび特性評価測定の際に半導体レーザーチップを損傷する可能性が大きくなるからである。
【００１６】
また、本発明にかかる半導体レーザーチップは、共振器長が３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ましい。共振器長が３ｍｍ以上になると、半導体レーザーチップをウエハから切り出すことがより容易となるからである。しかし、共振器長が６ｍｍを越えると中間検査用としての半導体レーザーチップが大きくなり、ウエハからの製品としての半導体レーザーチップの歩留まりが低下する。
【００１７】
また、本発明にかかる半導体レーザーチップは、さらに厚みが２００μｍ以上であることが好ましい。厚みが２００μｍ未満であると、半導体レーザーチップの強度が弱くなり、ウエハからの切り出しおよび特性評価測定の際に半導体レーザーチップを損傷する可能性が大きくなるからである。
【００１８】
本発明にかかる半導体レーザーチップ連結バーは、上記の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なっていることを特徴とする。かかる特徴を有する半導体レーザーチップ連結バーであれば、半導体レーザーチップ連結バーを構成する個々の半導体レーザーチップの半導体特性評価を支障無く行なうことができるからである。また、半導体レーザーチップ連結バーとして取り扱うのは、それを構成する半導体レーザーチップとして取り扱うよりも取り扱いが容易になるからである。
【００１９】
本発明にかかるウエハは、少なくとも一部に、上記の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なって形成される短冊状の領域を有することを特徴とする。
【００２０】
ウエハ上に形成された上記短冊状領域のパターン（換言すれば、半導体レーザーチップおよび半導体レーザーチップ連結バーの配列パターン）を図２に示す。図２に示すように、ウエハ２２においては、本発明にかかる半導体レーザーチップ連結バー２１は、半導体レーザーチップ２０が共振器の共振器長方向とは直交して連なり短冊状の領域を形成している。
【００２１】
本発明にかかる半導体レーザーチップおよび半導体レーザーチップ連結バーは、半導体レーザーチップの製造工程の中間検査においてその特性を把握するために有用なものであるため、かならずしも、図２に示すように全面的に本発明にかかる半導体レーザーチップまたは半導体レーザーチップ連結バーを形成する必要はない。
【００２２】
ウエハ上の一部に形成された上記短冊状領域のパターン（半導体レーザーチップおよび半導体レーザーチップ連結バーの配列パターン）を図３に示す。ここで、本発明にかかる半導体レーザーチップ３０および半導体レーザーチップ連結バー３１は、図３（ａ）に示すようにウエハ中心部に一列形成されていても良く、また図３（ｂ）に示すようにウエハ周辺部に一列形成されていても良い。
【００２３】
本発明にかかる半導体レーザーチップ連結バーを用いて半導体特性を評価する方法は、ウエハの少なくとも一部に、上記の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なってなる短冊状の領域を形成し、ウエハからへき開、分離し、ウエハとは別に裏面に電極を形成した半導体レーザーチップ連結バーを用いる。
【００２４】
上記のようにウエハの少なくとも一部に形成された上記の半導体レーザーチップが共振器の共振器長方向とは直交して連なってなる短冊状の領域をへき開、分離して、裏面に電極を形成して半導体特性評価のための半導体レーザーチップ連結バーとする。
【００２５】
本発明にかかる半導体レーザーチップまたは半導体レーザーチップ連結バーを用いた半導体特性の評価方法を図４により説明する。図４に示すように、半導体レーザーチップ連結バー４１はプローパーステージ４３上に固定され、半導体レーザーチップ連結バー４１の上面にはプローブ４４が接触する。プローパーステージ４３とプローブ４４との間には電流源４７および電圧計４８が並列に接続されている。電流源は、必要に応じてパルス電源を用いることもできる。光ディテクタ４６に接続された電圧計４９によって、半導体レーザーチップから発振されたレーザー光４５の光出力を評価する。
【００２６】
上記の接続の下、電流源４７の設定電流を掃印することにより、半導体レーザーチップのＩＶ（電流−電圧）特性およびＩＬ（電流−光出力）特性が得られる。また、光ディテクタ４６の代わりに光スペクトルアナライザー（分光器を介したセンサ）（図示せず）を備えれば、レーザー光の波長特性を得ることもできる。
【００２７】
図４における半導体レーザーチップ連結バー近傍の拡大図を図５に示す。半導体レーザーチップ連結バー５１は、半導体レーザーチップ５０が共振器の共振器長方向とは直交して連なっているため、半導体半導体レーザーチップ５０の上面にプローブ５４を接触させることにより、半導体レーザーチップ５０の半導体特性を評価することができる。
【００２８】
上記において、プローブ５４は１本で１個の半導体レーザーチップ５０の半導体特性を評価するものであるが、プローブおよび光ディテクタ部を複数にすることにより、複数の半導体レーザーチップの半導体特性を同時に評価することもできる。
【００２９】
また、本発明にかかる半導体レーザチップを用いて半導体特性を評価する方法は、上記の半導体レーザーチップ連結バーをさらにへき開、分離することにより得られた半導体レーザチップを用いることもできる。上述のように、一般的に半導体レーザーチップよりも半導体レーザーチップ連結バーの方が取り扱いは容易であるが、半導体レーザーチップの種類によって、半導体レーザーチップ連結バーを用いた特性評価では、測定対象となる半導体レーザーチップに隣接する半導体チップの影響を受けやすいような場合には、半導体レーザーチップにまで加工して評価を行なう意義がある。
【００３０】
このようにして、本発明にかかる半導体レーザーチップまたは半導体レーザーチップ連結バーを用いて、半導体特性の評価を行なった結果、所定の特性を有している場合には、ウエハ上の本発明にかかる半導体レーザーチップまたは半導体レーザーチップ連結バー以外の部分を分離して、エッチングまたはＣＭＰ（化学的機械的研磨）等の方法によりウエハ基板の厚みを小さくして、所望の厚み、大きさを有する製品としての半導体レーザーチップを得ることができる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明について、実施例により具体的に説明する。ここで、ウエハの製造工程を図６〜図１０に示す。まず、図６に示すように、厚み４００μｍのｎ型ＧａＡｓ基板６１上に厚み０．６μｍのｎ型ＧａＩｎＰバッファ層６２、厚み１．５μｍのｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６３、厚み０．０５μｍのＧａＩｎＰ活性層６４、厚み０．５μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層６５、厚み０．０２μｍのＧａＩｎＰエッチングストップ層６６、厚み１．５μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層６７、厚み０．３μｍのｐ型ＧａＩｎＰ中間層６８および厚み０．７μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層６９をＭＢＥ法（分子線結晶成長法）で成長させる。
【００３２】
次に、図７に示すように、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層６９の上にＡｌ２Ｏ３膜７０を形成した後、フォトリソグラフィー法等によりストライプ状のマスク７１を形成する。
【００３３】
次に、図８に示すように、上記マスク７１を用いて、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層６７、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層６８およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層６９をエッチングし、ストライプ状リッジを形成する。
【００３４】
次に、マスク７１を有機洗浄によって除去し、図９に示すように、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層７２をＭＢＥ法で成長させる。
【００３５】
次に、図１０に示すように、Ａｌ２Ｏ３膜７０およびＡｌ２Ｏ３膜７０上に成長したｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層７２をエッチングにより除去した。かかる部分が、図１における多重半導体層１２に相当する。なお、上述の図６〜図１０は、１個分の半導体レーザー素子部分を示しているが、実際には上記半導体レーザー素子が縦横に連なった、図２に示すような全体厚みが４００μｍのウエハ２０が形成される。
【００３６】
次に、図３に示すように、共振器長が４ｍｍとなるように、ウエハ３２から半導体レーザーチップ連結バー３１をへき開、分離する。次に、図４に示すように、かかる半導体レーザーチップ連結バー４１における一の半導体レーザーチップについて、その半導体特性を評価する。
【００３７】
一方、半導体レーザーチップ連結バー３１を分離した残りのウエハ３２のｎ型ＧａＡｓ基板をＣＭＰ（化学的機械的研磨）法によって薄くし、全体厚みを１００μｍとする。さらに、共振器長が０．４ｍｍとなるように半導体レーザーチップをへき開、分離して、製品の半導体レーザーチップとする。かかる製品の半導体レーザーチップについて、図４と同様にしてその半導体特性を評価する。
【００３８】
本発明にかかる半導体レーザーチップの共振器長は４ｍｍ、製品の半導体レーザーチップの共振器長は０．４ｍｍであるため、ＩＶ特性においては一定の電圧に達するまでに製品の約１０倍の電流が必要である。また、ＩＬ特性においては同様の特性が得られる。本実施例においては、電流の絶対値が厳密に１０倍になるとは限らないが、本発明にかかる半導体レーザーチップと製品の半導体レーザーチップとの間には強い相関があり、データの蓄積により両者間の関係を容易に推定することができ、光出力が弱い、閾値電流（レーザー発振に必要な電流）が大きい、発光波長がずれる等の特性不良を中間検査によって見つけることができ、製品の歩留まりおよび製造効率を向上することができる。
【００３９】
なお、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４０】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、大サイズの半導体レーザーチップ等を用いて半導体特性の中間検査を行なうことにより、中間検査を容易に行なうとともに、製品の歩留まりおよび製造効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる半導体レーザーチップの概略図である。
【図２】本発明にかかるウエハ上に形成された半導体レーザーチップおよび半導体レーザーチップ連結バーの配列パターンを示す図である。
【図３】本発明にかかるウエハ上の一部に形成された半導体レーザーチップおよび半導体レーザーチップ連結バーの配列パターンを示す図である。
【図４】本発明にかかる半導体レーザーチップまたは半導体レーザーチップ連結バーを用いた半導体特性評価方法の説明図である。
【図５】図４における半導体レーザーチップ連結バー近傍の拡大図である。
【図６】本発明にかかるウエハの製造工程図である。
【図７】図６の後に続く製造工程図である。
【図８】図７の後に続く製造工程図である。
【図９】図８の後に続く製造工程図である。
【図１０】図９の後に続く製造工程図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，５０　半導体レーザーチップ、１１　ストライプ、１２　多重半導体層、１３，５３　電極、２１，３１，４１，５１　半導体レーザーチップ連結バー、２２，３２　ウエハ、４３　プローパーステージ、４４，５４　プローブ、４５，５５　レーザー光、４６　光ディテクタ、４７　電流源、４８，４９　電圧計、６１　ｎ型ＧａＡｓ基板、６２　ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層、６３　ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、６４　ＧａＩｎＰ活性層、６５　ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層、６６　ＧａＩｎＰエッチングストップ層、６７　ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層、６８　ｐ型ＧａＩｎＰ中間層、６９　ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、７０　Ａｌ２Ｏ３膜、７１　マスク、７２　ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層。
【図１】
2004146672.tif 000003
【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】
2004146672.tif 000009
【図８】
2004146672.tif 000010
【図９】
2004146672.tif 000011
【図１０】
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