(57)【要約】【課題】半導体レーザの端面保護膜形成工程における端面へのパーティクル付着を防止し、作業工程を簡素化した半導体レーザの端面保護膜形成方法を提供する。【解決手段】受け台１１上にスペーサ１２と半導体レーザバー１３を交互に配置するスペーサ１２は高純度アルミナのセラミックで形成されており、その長手方向にわたって角部１５が面取り加工されて丸くなっているレーザバー２３の共振器端面と直交する面に電極２６、２７がそれぞれ形成されている。整列されたスペーサ１２およびレーザバー１３を固定用治具１４で密着させて固定した後、スパッタ等によってレーザバー１３の上面であるへき開面上に一の反射率の保護膜を形成する。次にスペーサ１２およびレーザバー１３を一体として反転させ、レーザバーのもう一つの共振器端面に他の反射率の保護膜を形成する。【選択図】図１
2005340333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直方体形状でその断面が略四角形であり、該略四角形の少なくとも近接した２つの角が面取り加工され、セラミックで形成されていることを特徴とする半導体レーザ端面保護膜形成用治具。
【請求項２】
前記略四角形の四つの角が全て面取り加工されていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ端面保護膜形成用治具。
【請求項３】
前記治具の長手方向全体にわたって前記面取り加工がなされていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ端面保護膜形成用治具。
【請求項４】
セラミックで形成された直方体形状のバーを研磨材とともにドラム内に入れた後、前記ドラムを回転させて、前記バーの角の面取り加工を行うことを特徴とする半導体レーザ端面保護膜形成用治具の製造方法。
【請求項５】
半導体レーザ端面保護膜形成用治具と半導体レーザバーを基台上に交互に配置する工程と、
少なくとも前記半導体レーザバーの一の共振器端面を覆うように端面保護膜を形成する工程とを備えた半導体レーザの製造方法であって、
前記治具は請求項１ないし３のいずれかに記載の治具であり、
前記治具は上から見て前記面取り加工された角が両方とも見えるように間隔をあけて基台上に複数配置され、
前記基台上から見て前記治具の上面と前記半導体レーザバーの前記一の共振器端面とがほぼ同じ高さになるようにすることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項６】
前記半導体レーザバーの他の共振器端面を覆うように端面保護膜を形成する工程をさらに備え、
前記治具は上から見て前記面取り加工された角が両方とも見えるように間隔をあけて基台上に複数配置され、
前記基台上から見て前記治具の上面と前記半導体レーザバーの前記他の共振器端面がほぼ同じ高さになるようにすることを特徴とする請求項５記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項７】
前記面取り加工された角の曲率半径は、前記レーザバーの側面に形成された電極の一の端部から前記レーザバーの前記一の共振器端面までの距離と同じかあるいは小さいことを特徴とする請求項５または６記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項８】
前記面取り加工された角の曲率半径は、前記電極の他の端部から前記レーザバーの前記他の共振器端面までの距離と同じかあるいは小さいことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれかに記載の製造方法で製造された半導体レーザであって、
前記端面保護膜はその一部が前記一の共振器端面あるいは他の共振器端面と略直交する面に回り込むように形成されており、
前記略直交する面における前記端面保護膜の端部が、前記半導体レーザ端面保護膜形成用治具の前記面取り加工された角部の形状を反映した断面形状であることを特徴とする半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザの端面保護膜を形成する工程で使用される治具およびそれを用いた半導体レーザの製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザにおいて、へき開された結晶面を共振器端面とする構造とし、この端面には結晶面を保護し、かつ端面での反射率を制御するために光学薄膜を形成することが一般に行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
このような端面保護膜の形成方法について図５を参照しながら説明する。平面支持台１上にスペーサ２の間に共振器端面となるへき開面が露出するように半導体レーザバー３を間隔をあけて配置する（図５（ａ））。次に、端面保護膜形成用治具（以下、スペーサという。）２をレーザバー３の間に配置する（図５（ｂ））。
【０００４】
このとき、以降の工程でスペーサが影となってへき開面の端部で保護膜が形成されなくなるのを防ぐため、スペーサ２の上面はレーザバー３の上面よりも低くなるように設定される。
【０００５】
整列されたスペーサ２およびレーザバー３を固定用治具４で固定した後、スパッタ等によってへき開面上に一の反射率の保護膜を形成する（図５（ｃ））。次に一旦スペーサ２を平面支持台１の上から取り除いた後、レーザバー３の上下面を反転させる（図５（ｄ））。
【０００６】
次にレーザバー３の間にスペーサ２を挿入して整列させ、レーザバー３の他の共振器端面に他の反射率の保護膜を形成する（図５（ｅ））。
【０００７】
以上説明した工程に使用されるスペーサは特許文献１に開示されたように直方体形状が主である。また、特許文献２に開示されたようにＩ型の形状であると、スペーサ中央でレーザバーの端面よりもスペーサの上面が低くなるため、レーザバーのへき開面からさらに側面に回り込んで保護膜が形成されて膜剥がれを生じにくくなるという利点がある。
【特許文献１】特開昭６４−９６８１号公報
【特許文献２】特開平９−８３０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記スペーサは、付着したＳｉＯ2やＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3等の保護膜を除去して繰り返し使用するために、耐薬品性、耐熱性、機械的耐久性が要求される。さらに、保護膜形成工程中にレーザバーに重金属等の不純物が導入されないようにすることも必要であり、これらの理由からスペーサの材質をシリコン結晶とすることが多い。
【０００９】
しかしながら、シリコン結晶からなるスペーサを用いた場合、繰り返し使用することにより角の部分が欠けていく。特に上記したようにスペーサを取り除いてレーザバーの上下面を入れ換える工程で欠けを生じやすく、これによって発生する破片がレーザバー端面に付着して保護膜が部分的に形成されなくなるという問題があった。保護膜が部分的に存在しないことにより膜剥がれが生じやすくなるとともに、経時的な端面の劣化や反射率の変動による出力異常、さらには端面での光吸収による光学的瞬時破壊（ＣＯＤ）が起こるという重大な問題を引き起こすおそれがある。
【００１０】
このような問題を低減するために、欠けの生じにくいセラミック材質のスペーサを用いるのが有効であるが、通常の直方体形状ではなお、角部の欠けは無くならない。
【００１１】
一方、特許文献２に開示された形状のスペーサを用いることにより、端面での膜剥がれや傷の防止を防げるというメリットがあるが、複雑な形状のため、特に角部の欠け防止のためにセラミックを用いた場合に加工が困難である。
【００１２】
さらに、特許文献２に開示された形状によれば、長手方向の両端部は、レーザバーの高さとあわせるため、スペーサが高くなっているが、これによって、レーザバーの両端部ではバーの側面への膜の回り込みが無くなり、この箇所で膜剥がれが起こりやすくなっている。
【００１３】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、角部での欠けを防止しつつ、簡便な加工で保護膜をレーザバーの側面まで付着させるのが可能な半導体レーザの端面保護膜形成用治具及びそれを用いた半導体レーザ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】
【００１４】
本発明の半導体レーザの端面保護膜用形成治具は、略直方体形状でその断面が略四角形であり、該略四角形の少なくとも近接した２つの角が面取り加工され、セラミックで形成されていることを特徴とする。
【００１５】
前記略四角形の四つの角が全て面取り加工されているのが好ましい。
【００１６】
前記治具の長手方向にわたって前記面取り加工がなされていることがさらに好ましい。
【００１７】
また、本発明の半導体レーザの端面保護膜用形成治具の製造方法は、セラミックで形成された直方体形状のバーを研磨材とともにドラム内に入れた後、前記ドラムを回転させて、前記バーの角の面取り加工を行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明の半導体レーザの製造方法は、半導体レーザ端面保護膜形成用治具と半導体レーザバーを基台上に交互に配置する工程と、少なくとも前記半導体レーザバーの一の共振器端面を覆うように端面保護膜を形成する工程とを備えた半導体レーザの製造方法であって、前記治具は本発明の半導体レーザの端面保護膜用形成治具であり、前記治具は上から見て前記面取り加工された角が両方とも見えるように間隔をあけて基台上に複数配置され、前記基台上から見て前記治具の上面と前記半導体レーザバーの前記一の共振器端面とがほぼ同じ高さになるようにすることを特徴とする。
【００１９】
前記半導体レーザバーの他の共振器端面を覆うように端面保護膜を形成する工程をさらに備え、前記治具は上から見て前記面取り加工された角が両方とも見えるように間隔をあけて基台上に複数配置され、前記基台上から見て前記治具の上面と前記半導体レーザバーの前記他の共振器端面がほぼ同じ高さになるようにすることが好ましい。
【００２０】
前記面取り加工された角の曲率半径は、前記レーザバーの側面に形成された電極の一の端部から前記レーザバーの前記一の共振器端面までの距離と同じかあるいは小さいことが好ましい。
【００２１】
前記面取り加工された角の曲率半径は、前記電極の他の端部から前記レーザバーの前記他の共振器端面までの距離と同じかあるいは小さいことがさらに好ましい。
【００２２】
本発明の半導体レーザは、上記半導体レーザの製造方法により製造された半導体レーザであって、前記端面保護膜はその一部が前記一の共振器端面あるいは他の共振器端面と略直交する面に回り込むように形成されており、前記略直交する面における前記端面保護膜の端部が、前記半導体レーザ端面保護膜形成用治具の前記面取り加工された角部の形状を反映した断面形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、端面保護膜形成用治具としてセラミック材質のものを用い、かつ角部を面取り加工しているので、角部の欠けを生じず、端面保護膜形成工程における保護膜の欠陥の発生を防止し、歩留まりの高い安定した半導体レーザを製造することができる。
【００２４】
さらに、本発明によれば、簡便な加工で端面保護膜形成用治具を作製することができ、レーザバーと密着させても面取り加工された部分で間隙を生じるため、保護膜をレーザバーの側面に回り込ませて形成することができ、保護膜の剥がれをレーザバーの長手方向全体にわたって防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の形態における半導体レーザの端面保護膜の形成工程説明図である。
【００２７】
受け台１１上にスペーサ１２と半導体レーザバー１３を交互に配置する（図１（ａ））。このとき、共振器端面が上面になるようにレーザバー１３を配置する。また、受け台１１から見てスペーサ１２の上面までの高さとレーザバー１３の上面までの高さはほぼ同じになるようにしている。スペーサ１２は高純度アルミナのセラミックで形成されており、その長手方向にわたって角部１５が面取り加工されて丸くなっている（図１（ｂ））。
【００２８】
ここで、レーザバーとは、半導体レーザ素子が形成されたウエハをへき開して共振器端面が露出したレーザチップが一本につながったバー状半導体レーザと定義する。また、本実施の形態において、図２に示すように、レーザバー２３の共振器端面と直交する面に電極２６、２７がそれぞれ形成されている。
【００２９】
次に、整列されたスペーサ１２およびレーザバー１３を固定用治具１４で密着させて固定した後、スパッタ等によってレーザバー１３の上面であるへき開面上に一の反射率の保護膜を形成する（図１（ｃ））。次にスペーサ１２およびレーザバー１３を一体として反転させ、レーザバーのもう一つの共振器端面に他の反射率の保護膜を形成する（図１（ｄ））。
【００３０】
図２は本発明の実施の形態におけるスペーサの角部と半導体レーザに形成された電極端部との位置関係を示した図であり、図３は本発明の実施の形態におけるレーザバー上に形成された端面保護膜の断面形状と従来のスペーサを用いた場合のレーザバー上に形成された端面保護膜の断面形状とを比較した図である。
【００３１】
図１（ｂ）及び図２に示したように、高純度アルミナのセラミックで形成されたスペーサ２２はその長手方向にわたって角部２５が面取り加工されて丸くなっている。角部２５における曲率半径Ｒは、レーザバー２３の共振器端面から電極２６の端部までの距離Ｌよりも同じかあるいは小さくなるように設計されている。例えば、Ｒ及びＬは２０から３０μｍ程度であり、Ｒ≦Ｌの関係になっている。
【００３２】
以上のように本実施の形態によれば、スペーサ１２がセラミック材質であり、その角部が面取り加工されて丸くなっていることにより、スペーサの角の部分が欠けにくくなり、欠けた破片の発生、破片の端面への付着による保護膜の部分的欠損を防止できる。これによって、製造歩留まりの向上が図れるとともに局所的な保護膜の欠損による信頼性劣化も大幅に減少でき、端面でのＣＯＤ等が起こり易い高出力レーザにおいて特に有効である。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、スペーサとレーザバーの高さが揃うように密着させて並べたとしても、レーザバーの上面である共振器端面から側面に回り込むように端面保護膜を形成することが可能となる。このことにより、保護膜が剥がれにくくなり、製造歩留まりの向上が図れるとともに局所的な膜剥がれによる信頼性劣化も大幅に減少できる。また、その際に上記したように角部の曲率半径を設定してやることにより、側面に回り込んだ保護膜が電極上に形成されるのを防止でき、膜剥がれ防止の効果が格段に向上する。
【００３４】
なお、図３に示したように、本実施の形態によれば、レーザバー側面に回り込んだ保護膜は、面取り加工されたスペーサの存在によって、その端部がスペーサの形状を反映した断面形状となる。具体的には、従来の直方体形状のスペーサを用いた場合に図３（ａ）に示したように、その端部は急峻に変化するのに対し、本実施の形態における端面保護膜の端部の断面形状は、図３（ｂ）に示したように従来と比べてややなだらかに変化する。ただし、その形状についてはレーザバーとスペーサとの密着度やスペーサの角部の形状によっても変化する。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、スペーサとレーザバーの高さが揃うように設定しているため、一方の共振器端面に保護膜を形成した後、レーザバー１３とスペーサ１２を固定用治具１４で固定したまま、上下面を反転して、そのまま続けて他方の共振器端面に保護膜を形成することができる。よって、最初の保護膜形成の後に、スペーサを取り除いてレーザバーの上下面を入れ換える作業を無くすことができるため、スペーサの欠けやレーザバー自体をハンドリングする際の機械的損傷等を防ぐことができる。これらのことから、レーザバーの反転作業をなくして、工程の簡素化、歩留まりの大幅な向上が図れる。
【００３６】
なお、スペーサ１２の角部は近接した２つの部分が面取り加工されていればよいが、４つの角部が全て面取り加工されていれば、スペーサとレーザバーの高さが揃うように設定されていることで上記したようにレーザバーを取り除く作業をせずに、共振器の両端面とも保護膜を側面に回り込ませるように形成することが可能となる。
【００３７】
また２回目の保護膜を形成する際に、保護膜がまだ形成されていないレーザバー１３の共振器端面と隣り合うスペーサの角部１５において、その曲率半径Ｒをレーザバー１３の共振器端面から電極２６のもう一方の端部までの距離よりも同じかあるいは小さくなるように設定することにより、簡便な治具構成と簡便な方法により、共振器の両端面に形成された保護膜が電極上に形成されるのを防止でき、特に以降のレーザバーをへき開等により各レーザ素子に分割する工程での膜剥がれを防止できる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、スペーサの材質を高純度セラミックとしたが、その他の材質のセラミック、例えばＳｉＣ等であってもよい。
【００３９】
（スペーサの製造方法）
図４は本発明の実施の形態におけるスペーサの製造工程説明図である。
【００４０】
直方体形状に形成された高純度アルミナのセラミックのスペーサ４２を研磨材（図示せず）とともにドラム４３内に入れる（図４（ａ））。次にドラムを回転させて所望の速度に達したところで一定の速度に保持する（図４（ｂ））。所定の時間に達したところで、ドラムを停止させ、スペーサ４２’を取り出し、続けて洗浄あるいは気体を吹き付ける等して付着した研磨材や研磨されたスペーサの粉塵等を取り除く（図４（ｃ））。
【００４１】
上記の方法によれば、ドラムを回転させる際に、研磨材とスペーサ４２とが擦れ合い、角部が研磨されて面取り加工が行われる。角部の曲率半径は研磨量、すなわちドラムの回転速度と回転時間によって主に決定されるので、その調整は簡便かつ高精度に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の半導体レーザの端面保護膜形成用治具及びそれを用いた半導体レーザの製造方法は、高歩留まりかつ高信頼性を有する半導体レーザを実現するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態における半導体レーザの端面保護膜の形成工程説明図
【図２】本発明の実施の形態におけるスペーサの角部と半導体レーザに形成された電極端部との位置関係を示した図
【図３】本発明の実施の形態におけるレーザバー上に形成された端面保護膜の断面形状と従来のスペーサを用いた場合のレーザバー上に形成された端面保護膜の断面形状とを比較した図
【図４】本発明の実施の形態におけるスペーサの製造工程説明図
【図５】従来の技術における半導体レーザの端面保護膜の形成工程説明図
【符号の説明】
【００４４】
１  平面支持台
２  端面保護膜形成用治具（スペーサ）
３  レーザバー
４  固定用治具
１１  受け台
１２  スペーサ
１３  レーザバー
１４  固定用治具
１５  スペーサの角部
２２  スペーサ
２３  レーザバー
２５  スペーサの角部
２６、２７  電極
４２、４２’  スペーサ
４３  ドラム
【図１】
2005340333.tif 000003
【図２】
2005340333.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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