(57)【要約】【課題】  信頼性および歩留まりを改善する面発光型半導体レーザ用基板を提供する。【解決手段】  ＶＣＳＥＬ用基板１００は、スクライビングまたはダイシングする素子分離領域２００によって分離された複数の素子領域１１０を含み、各素子領域１１０には、基板１００と垂直方向にレーザ光を出射する発光部１１２と、発光部１１２と電気的に接続された電極パッド１１８が形成されている。素子分離領域２００には、各素子領域１１０の発光部１１２とそれぞれ電気的に接続された検査用電極パッド２０４が形成されている。【選択図】    図２
2007123313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクライビングまたはダイシングする素子分離領域によって分離された複数の素子領域を含み、各素子領域には、基板と垂直方向にレーザ光を出射する発光部と、発光部と電気的に接続された第１の電極パッドが形成され、素子分離領域には、各素子領域の発光部とそれぞれ電気的に接続された複数の第２の電極パッドが形成されている、面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項２】
第２の電極パッドは、素子分離領域に沿って配置されている、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項３】
第２の電極パッドは、素子分離領域に沿って直線状に整列されている、請求項１または２に記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項４】
第２の電極パッドは、対応する素子領域内の第１の電極パッドに金属層を介して接続されている、請求項１ないし３いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項５】
第２の電極パッドは、対応する素子領域内の発光部に金属層を介して接続されている、請求項１ないし３いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項６】
第２の電極パッドは、第１の電極パッドの下地層と異なる下地層を介して形成される、請求項１ないし５いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項７】
第１の電極パッドは、絶縁層上に、チタンおよび金の積層構造を有し、第２の電極パッドは、絶縁層上に金層を含む、請求項６に記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項８】
第２の電極パッドは、ポリイミド層上に金または金合金を含む、請求項６に記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項９】
第２の電極パッドの下地層は、ＩＴＯ層を含む、請求項６に記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項１０】
ＩＴＯ層は、塩酸により除去可能であり、ＩＴＯ層が除去されるとき、同時に第２の電極パッドが除去される、請求項９に記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項１１】
素子領域の発光部は、基板上に、活性層を挟み込むように積層された第１導電型の第１の反射層と第２の導電型の第２の反射層を含み、第１の電極パッドおよび第２の電極パッドは、第２の反射層に電気的に接続されている、請求項１ないし１０いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項１２】
基板裏面に裏面電極が形成され、当該裏面電極は第１の反射層に電気的に接続されている、請求項１ないし１１いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項１３】
素子領域の発光部は、メサまたはポスト構造を含み、当該メサまたはポスト構造内に選択酸化により形成された電流狭窄層を含む、請求項１１または１２に記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項１４】
素子領域の発光部は、溝によって周辺領域と隔離され、発光部と周辺領域は、同一の半導体層を含む、請求項１ないし１３いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項１５】
第２の電極パッドに電流を印加することにより選択された発光部からレーザ光の出射が可能である、請求項１ないし１４いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項１６】
１つの素子領域は、複数の発光部を含み、当該１つの素子領域の複数の発光部が１つの第２の電極パッドに電気的に接続されている、請求項１ないし１５いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項１７】
第１の電極パッドは、ワイヤボンディング用パッドであり、第２の電極パッドは検査用電極パッドである、請求項１ないし１６いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ用基板。
【請求項１８】
基板と垂直方向にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザ装置の製造方法であって、
発光部および発光部に電気的に接続された第１の電極パッドを有する素子領域を複数含み、かつ複数の素子領域を分離する素子分離領域を含み、素子分離領域には、対応する素子領域の発光部と電気的に接続された第２の電極パッドが形成され、第２の電極パッドが素子分離領域に沿って複数配列された基板を用意するステップと、
第２の電極パッドに電流を印加し、発光部の特性を検査するステップと、
検査終了後に、素子分離領域に沿ってスクライビングまたはダイシングするステップと、
ダイシングされたチップを実装するステップと、
を含む面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１９】
検査するステップは、選択された第２の電極パッドにプローブ端子を接触させるステップを含む、請求項１８に記載の面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項２０】
第２の電極パッドはプローブ端子により複数回接触される、請求項１９に記載の面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項２１】
スクライビングまたはダイシングにより、素子分離領域に形成された第２の電極パッドの一部または全部が除去される、請求項１８に記載の面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項２２】
実装するステップは、第１の電極パッドをボンディングするステップを含む、請求項１８に記載の面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項２３】
第２の電極パッドはＩＴＯ層を介して形成され、検査するステップの終了後に、ＩＴＯ層を塩酸により除去するときに第２の電極パッドが同時に除去される、請求項１７ないし２２に記載の面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光型半導体レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser diode:以下適宜ＶＣＳＥＬと称する）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＣＳＥＬは、２次元的に高密度な集積化を可能とする並列光源として、光インターコネクション、光メモリ、光交換、光情報処理、レーザビームプリンター、複写機等に利用されつつある。
【０００３】
ＶＣＳＥＬは、ＧａＡｓ等の半導体基板上に、活性層を挟むように下部ＤＢＲと上部ＤＢＲを積層して共振器を構成し、活性層で発せられた光を共振器で増幅し、基板からほぼ垂直方向にレーザ光を出射する。このような垂直共振器構造を持つＶＣＳＥＬは、基板上に２次元アレイ状に複数形成することができる。基板上には、レーザ光を出射する発光部を含む素子領域が複数形成され、複数の素子領域は、スクライビングまたはダイシング用の素子分離領域によって分離されている。
【０００４】
複数の素子領域は、素子分離領域をダイシングすることによってチップ状に切断される。チップは、配線基板上にベア実装されたり、あるいは、キャンや樹脂内にパッケージされ、そのパッケージが配線基板に実装される。
【０００５】
特許文献１は、面発光素子の実装方法に関するものであり、これによれば、図１３に示すように、基板１１に形成された面発光素子の電極パッド１７に隣接して、該電極パッド１７と電気的に接続する接合用パッド１８が形成される。この基板１１を図示しない配線基板に対向するように接続させる際に、接合用パッドが配線基板上に形成されたはんだバンプにリフロー接続される。接合用パッド１８を用いることで、熱応力等の直接の影響を排除し、面発光素子の特性、寿命の低下を防止している。
【０００６】
特許文献２は、基板上に複数の面発光レーザとそれに対応する複数の電極パッドを形成し、当該基板を光ファイバと組み合わせるとき、光ファイバの光軸と一致したレーザ素子の電極のみを外部電極と接続する。これにより、光ファイバの位置合わせを容易にしている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３２６５３２号
【特許文献２】特開平１１−３０７８６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１４は、従来のＶＣＳＥＬ用基板の平面図である。ウエハ基板上には、アレイ状に配列された複数の素子領域３０と、素子領域３０を分離するように水平および垂直方向に格子状に延在する素子分離領域３２が形成されている。各素子領域３０には、共振器構造を有する発光部３４と、発光部３４のｐ側電極に接続された電極パッド３６が形成されている。また、基板の裏面には、各発光部３４に共通のｎ側電極が形成されている。
【０００９】
一般にウエハからチップまたは素子領域３０を切断する前に、ウエハ状態で発光部３４の特性評価が行われる。特性評価は、素子領域３０の電極パッド３６にプローブ端子を接触させ、発光部３４に電流を印加し、発光部３４を実際に発光させ、出力の温度特性や広がり角（ＦＦＰ：遠視野像）を計測する。この特性評価は、ウエハ上の１つ１つの素子領域について順番に行われる。
【００１０】
ウエハ状態で発光部の特性評価を行うたびに、電極パッド３６にプローブ端子が接触されるため、そのプローブ痕が残る。温度特性やＦＦＰなど評価すべき項目が多いと、何度もプローブ痕が形成されてしまい、外観上見苦しいばかりでなく、外観検査により不良とされてしまうことがある。さらに、複数のプローブ痕による電極パッド表面の損傷により、後の実装工程のワイヤボンディングがし難くなったり、接続不良を引き起こすおそれがあった。
【００１１】
これを避けるため、電極パッドのパッド径を大きくして、プローブ痕とは別の場所にワイヤボンディングする方法や、検査用に別の電極パッドを形成といった方法もあるが、電極パッドの面積の増加は容量を増やし、レーザ素子の高速応答性を妨げるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、信頼性および歩留まりを改善する面発光型半導体レーザ用基板および面発光型半導体レーザ装置の製造方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、電極パッドを損傷することなくウエハ状態で発光部の特性評価を実施することができる面発光型半導体レーザ用基板および面発光型半導体レーザ装置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】
【００１３】
本発明に係る面発光型半導体レーザ用基板は、スクライビングまたはダイシングする素子分離領域によって分離された複数の素子領域を含み、各素子領域には、基板と垂直方向にレーザ光を出射する発光部と、発光部と電気的に接続された第１の電極パッドが形成され、素子分離領域には、各素子領域の発光部とそれぞれ電気的に接続された複数の第２の電極パッドが形成されているものである。
【００１４】
第２の電極パッドは、素子分離領域に沿って配置され、好ましくは、素子分離領域に沿って直線状に整列されている。第２の電極パッドは、対応する素子領域内の第１の電極パッドに金属層を介して接続されている。あるいは、第２の電極パッドは、発光部に直接接続されていても良い。
【００１５】
好ましくは、第２の電極パッドは、第１の電極パッドの下地層と異なる下地層を介して形成され、第２の電極パッドがダイシングのときに容易に除去されるようにする。例えば、第１の電極パッドは、絶縁層上に、チタンと金の積層を含み、第２の電極パッドは、絶縁層上に金層を含む。あるいは、第２の電極パッドは、ポリイミド層上に金または金合金を含むようにしてもよい。さらに、第２の電極パッドの下地層は、希塩酸などにより溶融し易いＩＴＯ層を含むものでもよい。
【００１６】
素子領域の発光部は、基板上に、活性層を挟み込むように積層された第１導電型の第１の反射層と第２の導電型の第２の反射層を含み、第１の電極パッドおよび第２の電極パッドは、第２の反射層に電気的に接続されている。また、基板裏面に裏面電極が形成され、当該裏面電極は第１の反射層に電気的に接続されている。好ましくは、素子領域の発光部は、メサまたはポスト構造を含み、当該メサまたはポスト構造内に選択酸化により形成された電流狭窄層を含む。
【００１７】
また、１つの素子領域は、複数の発光部を含み、当該１つの素子領域の複数の発光部が１つの第２の電極パッドに電気的に接続されているものであってもよい。複数の発光部は、直線状に配列されるもの、２次元アレイ状に配列されたマルチスポットタイプである。
【００１８】
本発明に係る面発光型半導体レーザ装置の製造方法は、発光部および発光部に電気的に接続された第１の電極パッドを有する素子領域を含み、かつ複数の素子領域を分離する素子分離領域を含み、素子分離領域には、対応する素子領域の発光部と電気的に接続された第２の電極パッドが形成され、第２の電極パッドが素子分離領域に沿って複数配列された基板を用意するステップと、第２の電極パッドに電流を印加し、発光部の特性を検査するステップと、検査終了後に、素子分離領域に沿ってスクライビングまたはダイシングするステップと、ダイシングされたチップを実装するステップとを有する。
【００１９】
検査するステップは、選択された第２の電極パッドにプローブ端子を接触させるステップを含む。第２の電極パッドはプローブ端子により複数回接触される。また、実装するステップは、第１の電極パッドをボンディングするステップを含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、第２の電極パッド（検査用電極パッド）を第１の電極パッド（ワイヤボンディング等の実装用パッド）と別に設け、素子分離時には第２の電極パッドを容易に取り除けるように構成したことにより、第２の電極パッドを用いて、素子特性の把握に必要な検査を複数回行うことができ、素子分離後には、第２の電極パッドが取り除かれるので、素子全体の容量を増やすことがない。第1の電極パッドには、プローブ痕がつかないため、外観上も好ましく、パッド損傷による外観検査の歩留まりが上がり、実装工程へスムーズに移行できる。さらに第1の電極パッドは、基板状態での検査に使用しないので、プローブ痕などを気にすることなく高速応答を睨み、その面積を小さくすることができ、レーザ装置を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の面発光型半導体レーザ装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明の実施例に係る発光部（レーザ素子）が形成された基板の平面図、図２は、基板に形成された素子領域の拡大図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図３のＢ部の拡大図である。図１に示す基板は、複数の発光部が形成されており、各発光部は、基板状態で特性評価され、そこで良品または不良品の判定が行われる。その後、基板は、ダイサーにより複数のチップに切断され、各チップの実装が行われる。
【００２３】
図１に示すように、基板１００には、複数の素子領域１１０と、複数の素子領域１１０を分離もしくは区分けするための素子分離領域２００が形成されている。素子領域１１０は、矩形状を有し、それらが基板上にアレイ状に整列されている。素子分離領域２００は、垂直および水平に格子状に延び、その幅は約５０μｍである。
【００２４】
各素子領域１１０には、レーザ光を出射する発光部１１２と、発光部１１２からトレンチまたは溝１１４によって隔てられた周辺領域１１６とが形成されている。発光部１１２の周囲に形成された溝１１４は環状であり、その結果、発光部１１２は、円柱状のメサまたはポスト構造になっている。周辺領域１１６には、電極パッド１１８が形成され、電極パッド１１８は、後述するように、発光部１１２のｐ側電極層に接続されている。
【００２５】
発光部１１２は、図３に示すように、ｎ型のＧａＡｓ基板１００上に、Ａｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓを複数周期で積層するｎ型の下部ＤＢＲ(Distributed Bragg Reflector:分布ブラック型反射鏡)１２０、アンドープの下部スペーサ層とアンドープの量子井戸活性層とアンドープの上部スペーサ層とを含む活性領域１２２、Ａｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓを複数周期で積層するｐ型の上部ＤＢＲ１２４が順次積層されている。上部ＤＢＲ１２４の最下層には、ｐ型のＡｌＡｓ層１２６が形成されている。上部ＤＢＲ１２４の最上層は、ｐ型のＧａＡｓからなるコンタクト層１２８が形成されている。基板１００の裏面にはｎ側電極１３０が形成されている。
【００２６】
発光部１１２は、コンタクト層１２８から下部ＤＢＲ１２０の一部が露出するまで半導体層をエッチングして形成されている。発光部１１２のメサ内に含まれるＡｌＡｓ層１２６は、メサの側面から一部が酸化された酸化領域１２６ａと、酸化領域１２６ａによって囲まれた円形状のアパーチャ（導電領域）１２６ｂとを有する。ＡｌＡｓ層１２６は、酸化領域１２６ａによって囲まれたアパーチャ１２６ｂ内に光およびキャリアを閉じ込める電流狭窄層として働く。
【００２７】
発光部１１２、溝１１４、周辺領域１１６を含む素子領域１１０は、パターニングされた絶縁層１３２によって覆われている。絶縁層１３２は、例えばＳｉＯＮまたはＳｉＯ２から形成される。絶縁層１３２は、発光部１１２の頂部においてコンタクト層１２８を露出させるための円形状のコンタクト開口が形成されている。また、絶縁層１３２は、素子領域１１０のサイズと対応するようにパターニングされ、これにより素子分離領域２００を露出させている。
【００２８】
絶縁層１３２上には、パターニングされたｐ側電極層１３４が形成される。ｐ側電極層１３４は、チタン（Ｔｉ）層１３６と金（Ａｕ）層１３８を積層して形成され、発光部１１２の頂部において、絶縁層１３２のコンタクト開口を介してコンタクト層１２８に電気的に接続されている。また、発光部１１２の頂部において、ｐ側電極層１３４には円形状の出射窓１４０が形成され、出射窓１４０からレーザ光が出射される。
【００２９】
周辺領域１１６は、発光部１１２と同一構造の半導体層を含んでいる。半導体層の最上層、すなわちコンタクト層１２８上に絶縁層１３２が形成されている。絶縁層１３２上の所定位置に、電極パッド１１８が形成されている。電極パッド１１８は、金属配線層１４２によりｐ側電極層１３４に接続されている。好ましくは、電極パッド１１８および金属配線層１４２は、絶縁層１３２上に蒸着されたチタン層１３６と金層１３８をパターンニングすることにより同時に形成される。金層１３８と絶縁層１３２の間にチタン層１３６を介在させることで、金層１３８、すなわち、電極パッド１１８、金属配線層１４２と絶縁層１３２との密着性を向上させている。
【００３０】
素子分離領域２００は、絶縁層１３２によって露出されたＧａＡｓのコンタクト層１２８を被覆する薄い絶縁層２０２を有する。絶縁層２０２は、例えば、ＳｉＯＮまたはＳｉＯ２等から形成される。絶縁層２０２上には、検査用電極パッド２０４が形成されている。検査用電極パッド２０４は、ストリップ状の金属配線層２０６によって電極パッド１１８に接続されている。好ましくは、検査用電極パッド２０４は、ダイシングの際に容易に取り除かれるようにするため、絶縁層２０２との密着性をさほど高くする必要はない。このため、検査用電極パッド２０４は、金もしくは金合金から形成される。金属配線層２０６も同様に、金もしくは金合金から形成することができる。検査用電極パッド２０４および金属配線層２０６は、電極パッド１１８および金属配線層１４２の金層のパターニングと同時に形成してもよいし、それぞれ別の工程でパターンニングにより形成されてもよい。例えば、電極パッド１１８および配線金属層１４２を形成するとき、初めにチタン層１３６が蒸着されるが、このとき、金属配線層２０６が形成される領域および素子分離領域２００にチタン層１３６が蒸着されないようにマスクし、マスクを除去した後、金層１３８を基板全面に蒸着させる。そして、金層１３８をパターニングして、ｐ側電極層１３４、電極パッド１１８、配線金属層１４２、金属配線層２０６、および検査用電極パッド２０４を形成する。図４は、図３に示す素子分離領域２００を拡大した図であり、絶縁層２０２上には、検査用電極パッド２０４を形成する金層１３８が形成されている。
【００３１】
電極パッド１１８は、チタン層１３６を介して絶縁層１３２に接続されているのに対し、検査用電極パッド２０４は、金層１３８を介して絶縁層２０２に接続されているため、検査用電極パッド２０４の密着性は、電極パッド１１８と比べてかなり低下する。金属配線層２０６が金層から形成された場合には、同様に密着性は低くなる。
【００３２】
検査用電極パッド２０４は、１つの素子領域１１０に対して１つ形成されている。すなわち、基板上に形成される素子領域１１０の数に対応する数の検査用電極パッド２０４が形成されている。各検査用電極パッド２０４は、素子分離領域２００上に直線状に整列され、後のダイシングの際に、すべての検査用電極パッド２０４が取り除かれることが望ましい。
【００３３】
基板１００から素子領域１１０を切り離す前のウエハ状態で、発光部１１０の特性評価が実施される。特性評価は、温度特性や広がり角（ＦＦＰ）を検査するものであり、実際に発光部１１２を駆動し、発光部１１２からレーザ光を出射した状態で行われる。温度特性は、複数の温度、例えば、室温（２５度）、低温（−２０度）、高温（８５度）等で行われる。
【００３４】
特性評価を行うとき、基板のｎ側電極１３０が基準電位に接地され、選択された検査用電極パッド２０４にプローブ端子が接触される。プローブ端子から電流が印加されると、その駆動電流は、検査用電極パッド２０４から、金属配線層２０６、電極パッド１１８、配線層１４２を介してｐ側電極層１３４に供給される。これにより、活性領域１２２で発せられた光は、上下のＤＢＲ１２０、１２６の共振器で増幅され、出射窓１４０から出射される。
【００３５】
１つの素子領域１１０の発光部１１２の特性評価が終了すると、プローブ端子が検査用電極パッド２０４から離れ、次の素子領域１１０の発光部１１２の特性評価を行うために対応する検査用パッド２０４にプローブ端子が加圧接触される。すべての発光部１１２についてすべての特性評価が終了すると、合格または不合格の判定結果を識別できるようなマーキングが各素子領域１１０に付与される。
【００３６】
次に、基板１００を接着性のフィルム等に接着させ、ダイサーを用いて、基板を素子分離領域２００に沿って切断する。このとき、素子分離領域２００に沿って配列された検査用電極パッド２０４は、ダイサーによって、全部またはその一部が除去される。検査用電極パッド２０４は、上記したように、絶縁層２０２との密着性が高くないので、ダイサーによる切断時に容易に剥離または取り除かれる。
【００３７】
素子領域毎に切断されたチップは、次の実装工程において、キャンまたは樹脂などのパッケージに封止される。素子領域の電極パッド１１８は、特性評価の際に、プローブ端子によって接触されていないため、その表面は平坦な状態を保っている。このため、電極パッド１１８の外観不良がなくなり、歩留まりが向上する。さらに、電極パッド１１８は、図５に示すように、ボンディングワイヤ１４４に接続されるが、電極パッド１１８の表面は、きれいな平坦状態が保たれているため、ボンディングのつきが良く、プローブ痕を原因とするボンディング不良を防止することができる。
【００３８】
また、素子領域１１０は、電極パッド１１８のみを含み、検査用電極パッド２０４を含まないため、発光部１１２の容量が増加することで応答性が低下することはない。
【００３９】
次に、素子分離領域に形成される検査用パッドの他の変形例について説明する。上記例では、素子分離領域２００に形成された絶縁層２０２上に、金層１３８からなる検査用電極パッド２０４を形成したが、図６（ａ）に示すように、絶縁層２０２上にポリイミド層２１２を形成し、その上に、金または金合金からなる検査用電極パッド２０４を形成するようにしてもよい。あるいは、ポリイミド層２１２をコンタクト層１２８上に直接形成するようにしてもよい。ポリイミド層を下地とすることで、検査用電極パッド２０４が取り除かれ易くなる。
【００４０】
さらに、検査用電極パッド２０４の下地を、薬液により剥離しやすい層で形成するようにしてもよい。例えば、絶縁層２０２上にＩＴＯ（酸化インジウムスズ：Indium Tin Oxide）層２１４を形成し、その上に金または金合金による検査用電極パッド２０４を形成してもよい。あるいは、図６（ｂ）に示すように、ＩＴＯ層２１４を、ＧａＡｓのコンタクト層１２８上に直接形成するようにしてもよい。ＩＴＯ層２１４は、例えば希塩酸に溶け易いため、検査用電極パッド２０４を一緒に容易に剥離することができる。この場合、素子領域をレジストで覆い、ＩＴＯ層を除去する。
【００４１】
次に、検査用電極パッドの他の配列について説明する。上記例では、検査用電極パッドを、金属配線層２０６を介して電極パッド１１８に接続する例を示したが、図７に示すように、検査用電極パッド２０４を、電極パッド１１８と対向する側に配置させ、金属配線層２１６によりｐ側電極層１３４に接続するようにしてもよい。
【００４２】
上記例では、発光部１１２の周囲に溝１１４を形成し、発光部１１２と周辺領域１１６が同一の半導体層を含むようにしたが、例えば、図８に示すように、素子領域１１０上にメサ状の発光部１１２を残し、メサ底部に電極パッド１１８が形成されるようにしてもよい。電極パッド１１８は、メサ底部、すなわち、下部ＤＢＲ１２０を覆う絶縁層１３２上に形成される。また、素子分離領域２００には、露出された下部ＤＢＲ上に、絶縁層２０２、検査用電極パッド２０４が形成される。
【００４３】
さらに上記例では、素子領域１１０には、単一の発光部１１２が形成される、いわゆるシングルスポットを示したが、素子領域１１０には、複数の発光部１１２が形成される、いわゆるマルチスポットであってもよい。複数の発光部は、直線状に配置されるものでもよいし、２次元状に配置されていてもよい。検査用電極パッドは、素子領域に１対１に対応するように形成され、１つの検査用電極パッドは、１つの素子領域内の複数の発光部のそれぞれのｐ側電極層に電気的に接続される。
【００４４】
次に、本実施例に係るＶＣＳＥＬの製造方法について図９を参照して説明する。図９（ａ）に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１００に、キャリア濃度が１×１０18ｃｍ-3、膜厚が０．２μｍ程度のｎ型ＧａＡｓバッファ層が積層される。その上に、各層の厚さがλ／４ｎｒ（但し、λは発振波長、ｎｒは媒質の屈折率）であるＡｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓとを交互に４０．５周期積層した下部ｎ型ＤＢＲ１２０が形成される。下部ｎ型ＤＢＲ１２０は、キャリア濃度は、１×１０18cm-3である。その上に、アンドープ下部Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓスペーサ層とアンドープ量子井戸活性層とアンドープ上部Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓスペーサ層とで構成された活性層領域１２２が形成される。
【００４５】
活性領域１２２上に、Ａｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に３０周期積層された上部ｐ型ＤＢＲ１２４が形成される。キャリア濃度は、１×１０18cm-3である。上部ＤＢＲ１２４の最下層には、低抵抗のｐ型ＡｌＡｓ層１２６が含まれ、上部ＤＢＲ１２４の最上部に、キャリア濃度が１×１０19cm-3となる膜厚１０ｎｍ程のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２８が積層される。
【００４６】
次に、図９（ｂ）に示すように、所定のマスクパターンＭを用い、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により下部ｎ型ＤＢＲ１２０の一部が露出するまでエッチングが行われ、トレンチまたは溝１１４が形成される。これにより、溝１１４によって隔離された円柱状のメサ構造を有する発光部１１２と周辺領域１１６が素子領域１１０内に形成される。
【００４７】
次に、図９（ｃ）に示すように基板を酸化炉内に配し、酸化工程が行われる。メサ１２内の電流狭窄層（ＡｌＡｓ層）１２６は、酸化工程においてその一部が酸化される。このとき、Ａｌ組成の高いＡｌＧａＡｓとＡｌＡｓ層がアルミ酸化物(ＡｌｘＯｙ)に変化するが、ＡｌＡｓの方がＡｌＧａＡｓに比べて酸化速度が圧倒的に速いため、ＡｌＡｓのみが選択的にメサ側面からメサ中心部へ向って酸化が進行し、最終的にメサの外形を反映した酸化領域１２６ａが形成される。酸化領域１２６ａは、導電性が低下し電流狭窄部となるが、同時に周囲の半導体層に比べ光学屈折率が半分程度（〜１．６）である関係から、光閉じ込め領域としても機能し、光およびキャリアがアパーチャ１２６ｂ内に閉じ込められる。
【００４８】
次に、ＳｉＮまたはＳｉＯＮ等の絶縁層が基板全面に形成され、図１０（ｄ）に示すように、絶縁層１３２がパターニングされる。発光部１１２の頂部において、コンタクト層１２８を露出するための円形状のコンタクト開口１３２ａが形成され、かつ、素子領域１１０を区分けするための格子状の開口１３２ｂが形成される。格子状の開口１３２ｂは、素子分離領域２００に対応する。
【００４９】
次に、所定のフォトリソ工程を用いて、図１０（ｅ）に示すように、開口１３２ｂ内に絶縁層２０２を形成する。その後、図１０（ｆ）に示すように、発光部１１２と電極パッド１１８が形成される領域にチタン層１３６を蒸着し、次いで、図１１（ｇ）に示すように、基板全面に金層１３８を蒸着する。素子領域１１０の発光部１１２から電極パッド１１８に至るまでの領域の絶縁層１３２上には、チタン／金の積層１３６、１３８が形成され、それ以外の素子領域および素子分離領域２００の絶縁層２０２上には金層１３８が形成される。
【００５０】
次に、図１１（ｈ）に示すように、ｐ側電極層１３４、金属配線層１４２、電極パッド１１８、検査用電極パッド２０４、および金属配線層２０６をパターニングする。次に、基板裏面のｎ側電極１３０としてＡｕ／Ｇｅが形成される。
【００５１】
次に、基板状態で各発光部１１２の特性評価を実施し、その後、素子分離領域２００に沿って基板のダイシングが行われる。ダイシングされたチップは、キャンパッケージ内に封止される。
【００５２】
図１２は、光学モジュール用キャンパッケージの断面構成を示す図である。同図に示すように、パッケージ３００は、ダイシングされたチップ３１０を、導電性接着剤３２０を介して円盤状の金属ステム３３０上に固定する。導電性のリード３４０、３４２は、ステム３３０に形成された貫通孔（図示省略）内に挿入され、一方のリード３４０は、チップ３１０の裏面に形成されたｎ側電極に電気的に接続され、他方のリード３４２は、チップ３１０の表面に形成されたｐ側電極にボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。
【００５３】
チップ３１０を含むステム３３０上に矩形状の中空のキャップ３５０が固定され、キャップ３５０の中央の開口内にボールレンズ３６０が固定されている。ボールレンズ３６０の光軸は、チップ３１０のほぼ中心と一致するように位置決めされる。リード３４０、３４２間に順方向の電圧が印加されると、チップ３１０の各メサからレーザ光が出射される。チップ３１０とボールレンズ３６０との距離は、チップ３１０からのレーザ光の放射角度θ内にボールレンズ３６０が含まれるように調整する。なお、キャップ内に、ＶＣＳＥＬの発光状態をモニタするための受光素子を含ませるようにしてもよい。
【００５４】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る半導体レーザ装置は、プリンタや複写装置の光源や光通信、光ネットワーク等の光源として、広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例に係る面発光型半導体レーザ用基板の平面図である。
【図２】図１の基板に形成された素子領域および素子分離領域の拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３の素子分離領域（Ｂ部）の拡大図である。
【図５】素子領域の電極パッドのボンディング例を示す図である。
【図６】検査用電極パッドの下地層の変形例を示す断面図である。
【図７】検査用電極パッドの他の配置例を示す図である。
【図８】本実施例に係るＶＣＳＥＬ用基板の素子領域の例を示す図である。
【図９】本実施例のＶＣＳＥＬ用基板の概略製造工程を示す断面図である。
【図１０】本実施例のＶＣＳＥＬ用基板の概略製造工程を示す断面図である。
【図１１】本実施例のダイシングされたチップをパッケージ化（モジュール化）したときの概略断面図である。
【図１２】キャンパッケージの構成を示す断面図である。
【図１３】従来の面発光型半導体レーザを示す図である。
【図１４】従来の面発光型半導体レーザを示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００：基板                          １１０：素子領域
１１２：発光部                        １１４：溝
１１６：周辺領域                      １１８：電極パッド
１２０：下部ＤＢＲ                    １２２：活性領域
１２４：上部ＤＢＲ                    １２６：電流狭窄層（ＡｌＡｓ層）
１２８：コンタクト層                  １３０：ｎ側電極層
１３２：絶縁層                        １３４：ｐ側電極層
１３６：チタン層                      １３８：金層
１４０：出射窓                        １４２：金属配線層
１４４：ボンディングワイヤ            ２００：素子分離領域
２０２：絶縁層                        ２０４：検査用電極パッド
２０６：金属配線層                    ２１２：ポリイミド層
２１４：ＩＴＯ層                      ２１６：金属配線層
【図１】
2007123313.tif 000003
【図２】
2007123313.tif 000004
【図３】
2007123313.tif 000005
【図４】
2007123313.tif 000006
【図５】
2007123313.tif 000007
【図６】
2007123313.tif 000008
【図７】
2007123313.tif 000009
【図８】
2007123313.tif 000010
【図９】
2007123313.tif 000011
【図１０】
2007123313.tif 000012
【図１１】
2007123313.tif 000013
【図１２】
2007123313.tif 000014
【図１３】
2007123313.tif 000015
【図１４】
2007123313.tif 000016