(57)【要約】【課題】基板をエッチングせずに発光光を観察して不良解析を行える半導体レーザを提供する。また、ウェハ状態で特性の良否判定を行う半導体レーザの製造方法と評価装置を提供する。【解決手段】ＧａＮ基板４の表面には、第一導電型ＧａＮバッファ層５、第一導電型ＡｌＧａＮクラッド層６、第一導電型ＧａＮ光ガイド層７、活性層８、第二導電型ＡｌＧａＮ電子障壁層３、第二導電型ＧａＮ光ガイド層９、第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層１０および第二導電型ＧａＮコンタクト層１１が順次積層されている。第二導電型クラッド層１０は、第一の第二導電型クラッド層１と第二の第二導電型クラッド層２からなり、第二の第二導電型クラッド層２はリッジ部を形成する。ＧａＮ基板４の裏面側に形成された第一導電型電極１７には、ＧａＮ基板４上のリッジストライプ１２に対応する位置に第一開口部１８が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
前記第二導電型の半導体層の上に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極を備え、
前記第一導電型の電極は、前記半導体基板の前記リッジ部に対応する位置に開口部を有することを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
光透過性を有する第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
前記第二導電型の半導体層の上に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極を備え、
前記第一導電型の電極は、前記リッジ部に対応する領域の両側に形成されていて、該領域には形成されていないことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項３】
前記半導体基板はＧａＮ基板である請求項１または２に記載の半導体レーザ。
【請求項４】
光透過性を有する第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
前記第二導電型の半導体層の上に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板の前記リッジ部に対応する位置を含む前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極を備え、
前記第一導電型の電極は、前記位置において前記活性層で発光した光を透過させることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項５】
前記位置における前記第一導電型の電極は、透明電極材料からなる請求項４に記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記位置における前記第一導電型の電極は、前記光が透過する膜厚である請求項４に記載の半導体レーザ。
【請求項７】
前記半導体基板はＧａＮ基板である請求項４〜６のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項８】
前記第一導電型の電極は、主波長が３００ｎｍ〜５００ｎｍである光に対して１０％以上の透過率を有する請求項７に記載の半導体レーザ。
【請求項９】
第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
少なくとも前記リッジ部の上面に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板の前記リッジ部に対応する位置を含む前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極を備え、
前記第二導電型の電極は、前記リッジ部の上面の一部に開口部を有することを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１０】
前記半導体基板はＧａＮ基板である請求項９に記載の半導体レーザ。
【請求項１１】
第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
少なくとも前記リッジ部の上面に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板の前記リッジ部に対応する位置を含む前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極を備え、
前記第二導電型の電極は、前記リッジ部において前記活性層で発光した光を透過させることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１２】
前記リッジ部の上面における前記第二導電型の電極は、透明電極材料からなる請求項１１に記載の半導体レーザ。
【請求項１３】
前記リッジ部の上面における前記第二導電型の電極は、前記光が透過する膜厚である請求項１１に記載の半導体レーザ。
【請求項１４】
前記半導体基板はＧａＮ基板である請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項１５】
前記第二導電型の電極は、主波長が３００ｎｍ〜５００ｎｍである光に対して１０％以上の透過率を有する請求項１４に記載の半導体レーザ。
【請求項１６】
光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成する工程と、
前記第一導電型の電極の前記リッジ部に対応する全ての位置に開口部を形成する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の各々について、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有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】
前記特性を評価する工程は、光透過性を有する領域を備えた第一の電極板を前記第一導電型の電極に、第二の電極板を前記第二導電型の電極にそれぞれ接触させて、該第一の電極板と該第二の電極板を介して前記複数の半導体レーザ素子の全体に同時に電圧を印加し、前記活性層で発光した光を前記開口部と前記第一の電極板を通じて観察する工程を含む請求項１６に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１８】
光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面で前記リッジ部に対応する全ての領域にある前記第一導電型の電極を除去する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の各々について、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有し、
前記半導体レーザ素子の前記第一導電型の電極は、前記リッジ部に対応する領域の両側に形成されていて、該領域には形成されていないことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１９】
前記特性を評価する工程は、光透過性を有する領域を備えた第一の電極板を前記第一導電型の電極に、第二の電極板を前記第二導電型の電極にそれぞれ接触させて、該第一の電極板と該第二の電極板を介して前記複数の半導体レーザ素子の全体に同時に電圧を印加し、前記活性層で発光した光を前記半導体ウェハの裏面の前記リッジ部に対応する領域と前記第一の電極板を通じて観察する工程を含む請求項１８に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項２０】
光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成する工程と、
前記第一導電型の電極で前記リッジ部の一部に対応する位置に開口部を形成する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の内で前記開口部を有するものについて、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項２１】
前記開口部は、前記第一導電型の電極の所定の単位面積毎に設けられる請求項２０に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項２２】
前記特性を評価する工程は、光透過性を有する領域を備えた第一の電極板を前記第一導電型の電極に、第二の電極板を前記第二導電型の電極にそれぞれ接触させて、該第一の電極板と該第二の電極板を介して、前記ウェハ上に形成された半導体レーザ素子の全体、または、この内で前記開口部を有する半導体レーザ素子の全体に同時に電圧を印加し、前記活性層で発光した光を前記開口部と前記第一の電極板を通じて観察する工程を含む請求項２０または２１に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項２３】
光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面で前記リッジ部の一部に対応する領域にある前記第一導電型の電極を除去する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の内で前記第一導電型の電極が除去された領域にあるものについて、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有し、
前記第一導電型の電極が除去された領域にある半導体レーザ素子では、前記第一導電型の電極が、前記リッジ部に対応する領域の両側に形成されていて、該領域には形成されていないことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項２４】
前記第一導電型の電極を除去する領域は、前記第一導電型の電極の所定の単位面積毎に設けられる請求項２３に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項２５】
前記特性を評価する工程は、光透過性を有する領域を備えた第一の電極板を前記第一導電型の電極に、第二の電極板を前記第二導電型の電極にそれぞれ接触させて、該第一の電極板と該第二の電極板を介して、前記半導体ウェハに形成された半導体レーザ素子の全体、または、この内で前記第一導電型の電極が除去された領域を有する半導体レーザ素子の全体に同時に電圧を印加し、前記活性層で発光した光を該領域と前記第一の電極板を通じて観察する工程を含む請求項２４に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項２６】
光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、光透過性を有する第一導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の各々について、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項２７】
前記特性を評価する工程は、光透過性を有する領域を備えた第一の電極板を前記第一導電型の電極に、第二の電極板を前記第二導電型の電極にそれぞれ接触させて、該第一の電極板と該第二の電極板を介して前記複数の半導体レーザ素子の全体に同時に電圧を印加し、前記活性層で発光した光を前記第一導電型の電極と前記第一の電極板を通じて観察する工程を含む請求項２６に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項２８】
半導体ウェハ上に形成された複数の半導体レーザ素子の特性を評価する評価装置であって、
前記半導体レーザ素子の第一の電極に接触可能な形状と、前記半導体レーザ素子で発光した光を透過する領域とを備えた第一の電極板と、
前記半導体レーザ素子の第二の電極に接触可能な形状を備えた第二の電極板と、
前記第一の電極板および前記第二の電極板に接続する電流源または電圧源と、
前記第一の電極板を透過した前記半導体レーザ素子の発光光を受光する受光装置と、
前記受光装置で受光した光の強度が所定値以下である半導体レーザ素子を記録する記憶装置とを有することを特徴とする評価装置。
【請求項２９】
前記半導体レーザ素子の電気的特性を測定する測定装置を有し、
前記記憶装置は、前記測定装置で測定した値が所定値以下である半導体レーザ素子を記録する機能をさらに備える請求項２８に記載の評価装置。
【請求項３０】
前記第一の電極板は、少なくとも一種類以上の金属元素を含み、波長３９５ｎｍ〜４１０ｎｍにおける透過率が１０％を超える薄膜が表面に形成されたサファイア基板である請求項２８または２９に記載の評価装置。
【請求項３１】
前記薄膜は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の薄膜である請求項３０に記載の評価装置。
【請求項３２】
前記受光装置は、波長３９５ｎｍ〜４１０ｎｍに感度を持つＣＣＤを有する請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ、半導体レーザの製造方法および評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の半導体レーザ構造、例えばＧａＡｓ基板を用いた半導体レーザ構造が提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。また、近年は青色半導体レーザ、例えば基板にＧａＮを用いた窒化物系半導体レーザの開発も進んでいる。
【０００３】
これらの半導体レーザでは、発生する不良の原因を特定するために、不良解析を行う必要がある。例えば、ＧａＡｓ系半導体レーザに対して行われている不良解析方法のひとつに、ＥＬ解析と呼ばれる方法がある。（例えば、非特許文献１参照。）。ＥＬ解析はＥＬ法とも呼ばれ、半導体レーザにおけるＥＬ発光を観察することで不良箇所を特定する方法である。
【０００４】
図１４（ａ）および（ｂ）は、ＥＬ法によってＧａＡｓ系半導体レーザの不良解析を行う際の解析用サンプルの作製工程を示す図である。図１４（ａ）および（ｂ）において、１０１はＧａＡｓ基板、１０２はｎ型クラッド層、１０３は活性層、１０４はｐ型クラッド層、１０５はリッジ部、１０６はｐ型電極である。まず、図１４（ａ）の素子を樹脂（図示せず）に埋め込む。次に、第二導電型のＧａＡｓ基板１０１をｎ型クラッド層１０２の近傍まで研磨する。更に、適当なエッチング液を用い、ＧａＡｓ基板１０１とｎ型クラッド層１０２のエッチングレートの差を利用して、ＧａＡｓ基板１０１のみを選択的にエッチングし除去する。その後、ｎ型クラッド層１０２上にｎ型電極１０７を形成することによって、図１４（ｂ）に示す解析用サンプルが得られる。
【０００５】
このサンプルのｎ型電極１０７およびｐ型電極１０６へ電圧を印加すると、導波路であるリッジ部１０５に電流が集中して流れる。そして、リッジ部１０５の直下にある活性領域で、集中的に電子と正孔が再結合して発光する。この方法では、ＥＬ光に対して不透明なＧａＡｓ基板１０１を除去しているので、ｎ型クラッド層１０２の側からＥＬ光を観察することができる。不良部分では発光が弱いか、または暗くなるので、これを発見することにより不良箇所を特定することができる。
【０００６】
上記の不良解析方法を、ＧａＮ系半導体レーザにも適用することができれば、解析工程を共有できるためコスト的に有利である。しかしながら、ＧａＮ系半導体レーザでは、解析用サンプル作製工程において、ウェットエッチングによる基板の除去を行うことができなかった。これは、ｎ型クラッド層に対してＧａＮ基板を選択的にエッチングできる、適当なエッチング液がないことによるものである。
【０００７】
一方、ＧａＮ基板は、発光光に対して透明な基板である。そこで、こうした基板を有する半導体レーザについて、基板をエッチング除去せずにＥＬ法を適用する方法が考案されている（特許文献３参照）。
【０００８】
特許文献３では、転位の増殖が容易に解析でき、また、ＧａＮ基板と同じく透明なＩｎＰ基板を有する半導体レーザが例として挙げられている。この半導体レーザは、基板主面側にリッジ構造を、基板裏面側にカソード電極を有し、リッジ構造は半導体レーザ素子の中心から一方に偏移させて形成される。これに対して、カソード電極は、リッジ構造と逆の方向に偏移させて形成される。このようにすると、基板の裏面側のリッジ構造に対応する領域には電極が形成されないので、基板を透過した発光光を観測することができるとされる。
【０００９】
しかしながら、特許文献３に記載の方法では、次のような問題が生じていた。
【００１０】
半導体レーザの不良に関する報告のなかで、リッジ部から離れた箇所に存在する転位が発光点まで伸びてきた後に最終的に致命的不良に繋がるという事例がある（例えば、非特許文献２参照。）。非特許文献２はＧａＡｓ系半導体レーザに関する報告であるが、この不良は他の半導体レーザ、例えばＧａＮ系半導体レーザでも同様に発生しうる。しかし、特許文献３の方法を用いると、このような転位を見落としてしまうおそれがあった。
【００１１】
その理由を次に述べる。特許文献３では、半導体レーザ素子の中心を境界とし、カソード電極を形成する領域と形成しない領域が設けられる。ここで、カソード電極が形成される側の活性層では電流が流れ、電子と正孔が再結合し発光する。一方、カソード電極が存在しない側では供給される電流が少なく、発光が弱いか、もしくは発光しない。より具体的には、活性層上でリッジストライプ直下を中央として、カソード電極側にのみ発光が偏ることになる。従って電極が存在しない側では非発光領域、すなわち暗部領域を発見できない。よって、前述した致命的不良の可能性を見落とすことになる。
【００１２】
また、特許文献３においてはリッジストライプに対して片側のみに電極を形成していた。その結果、リッジストライプに不均一な応力が発生してしまい、遠視野像や偏光などの光学特性の変化が生じる可能性がある。更にその不均一な応力に起因して、発光寿命が低下することもあった。
【００１３】
また、従来の方法では次に述べるような課題もあった。
【００１４】
従来、半導体レーザ素子は、大きく分けて二種類の方式でサブマウントへ実装される。第一の手段はジャンクションダウン（フェイスダウンともいう）と呼ばれ、半導体レーザの活性層および基板のうち、活性層とサブマウントを近づけるように実装する方式である。第二の手段は、第一の手段とは逆に、基板とサブマウントを近づけるように実装する方式である。
【００１５】
特許文献３では、ジャンクションダウン実装の際には製品を破壊することなく不良解析を行うことができるのに対し、ジャンクションアップ（フェイスアップともいう）実装を行う製品についてはジャンクションダウンに組み替えて解析を行う必要があった。これに対して、非破壊で検査を行うことができれば、不良解析だけではなく、初期的な製造ばらつきの検査や選別にも前記ＥＬ法を用いることができるため望ましい。
【００１６】
さらに、従来は、次のような問題も有していた。
【００１７】
従来のＧａＮ系半導体レーザでは、基板の主面にリッジ構造が形成されており、このリッジ構造の上にｐ型電極が設けられる。一方、ｎ型電極は、基板裏面の略全体に設けられる。このため、活性層で発光した光はｎ型電極によって遮られるので、基板の裏面側から発光光を観察することはできなかった。そこで、ＧａＮ系半導体レーザ素子をウェハ状態からバー状態に加工し、端面からレーザ光を観察することによって、素子特性の良否判定を行っていた。このように、従来は、バー状態に加工してからでないと良否判定ができず、バー状態に加工する前、すなわち、ウェハの状態で、組み立てをすべき半導体レーザ素子を選別することができなかった。それ故、ウェハ上の全ての領域についてバー状態に加工することが必要となり、実際は不良となっている半導体レーザ素子についても加工が行われていた。
【００１８】
【特許文献１】特開平５−２４３６８７号公報
【特許文献２】特開平７−３０１８７号公報
【特許文献３】特開２００３−１７９２９１号公報
【非特許文献１】三菱電機株式会社 “三菱半導体  信頼性情報“、[online]、平成１７年１０月１４日、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.mitsubishichips.com/Japan/reliability/pdf/4.pdf＞
【非特許文献２】アイ・イー・イー・イー・ジャーナル・オブ・クァンタム・エレクトロニクス第２９巻ｐｐ２０５８−２０６の図２、１９９３年（ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＶＯＬ．２９、ｐｐ２０５８−２０６、１９９３  図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、基板をエッチングすることなしに発光光を観察して不良解析を行うことのできる構造を備えた半導体レーザを提供することにある。
【００２０】
また、本発明の他の目的は、半導体レーザのサブマウント実装方法がジャンクションダウン型およびジャンクションアップ型のいずれであっても非破壊で不良解析を行うことのできる構造を備えた半導体レーザを提供することにある。
【００２１】
また、本発明の他の目的は、ウェハ状態で特性の良否判定を行う半導体レーザの製造方法を提供することにある。
【００２２】
さらに、本発明の他の目的は、ウェハ状態の半導体レーザについて、その特性の良否判定を行うことのできる評価装置を提供することにある。
【００２３】
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】
【００２４】
本願第一の発明は、光透過性を有する第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
前記第二導電型の半導体層の上に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極とを備え、
前記第一導電型の電極は、前記半導体基板の前記リッジ部に対応する位置に開口部を有することを特徴とする半導体レーザである。
【００２５】
本願第二の発明は、光透過性を有する第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
前記第二導電型の半導体層の上に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極とを備え、
前記第一導電型の電極は、前記リッジ部に対応する領域の両側に形成されていて、該領域には形成されていないことを特徴とする半導体レーザである。
【００２６】
本願第三の発明は、光透過性を有する第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
前記第二導電型の半導体層の上に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板の前記リッジ部に対応する位置を含む前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極とを備え、
前記第一導電型の電極は、前記位置において前記活性層で発光した光を透過させることを特徴とする半導体レーザである。
【００２７】
本願第四の発明は、第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
少なくとも前記リッジ部の上面に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板前記リッジ部に対応する位置を含む前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極とを備え、
前記第二導電型の電極は、前記リッジ部の上面の一部に開口部を有することを特徴とする半導体レーザである。
【００２８】
本願第五の発明は、第一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第一導電型の半導体層と、
前記第一導電型の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第二導電型の半導体層と、
前記第二導電型の半導体層に形成されたリッジ部と、
少なくとも前記リッジ部の上面に形成された第二導電型の電極と、
前記半導体基板の前記リッジ部に対応する位置を含む前記半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極とを備え、
前記第二導電型の電極は、前記リッジ部において前記活性層で発光した光を透過させることを特徴とする半導体レーザである。
【００２９】
本願第六の発明は、光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成する工程と、
前記第一導電型の電極の前記リッジ部に対応する全ての位置に開口部を形成する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の各々について、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法である。
【００３０】
本願第七の発明は、光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面で前記リッジ部に対応する全ての領域にある前記第一導電型の電極を除去する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の各々について、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有し、
前記半導体レーザ素子の前記第一導電型の電極は、前記リッジ部に対応する領域の両側に形成されていて、該領域には形成されていないことを特徴とする半導体レーザの製造方法である。
【００３１】
本願第八の発明は、光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成する工程と、
前記第一導電型の電極で前記リッジ部の一部に対応する位置に開口部を形成する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の内で前記開口部を有するものについて、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法である。
【００３２】
本願第九の発明は、光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面で前記リッジ部の一部に対応する領域にある前記第一導電型の電極を除去する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の内で前記第一導電型の電極が除去された領域にあるものについて、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有し、
前記第一導電型の電極が除去された領域にある半導体レーザ素子では、前記第一導電型の電極が、前記リッジ部に対応する領域の両側に形成されていて、該領域には形成されていないことを特徴とする半導体レーザの製造方法である。
【００３３】
本願第十の発明は、光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層を加工してリッジ部を形成する工程と、
前記第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハの裏面に、光透過性を有する第一導電型の電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子の各々について、前記第一導電型の電極と前記第二導電型の電極を介し電圧を印加して特性を評価する工程と、
前記特性を評価した後に、前記半導体ウェハを複数のバーに分割する工程とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法である。
【００３４】
本願第十一の発明は、半導体ウェハ上に形成された複数の半導体レーザ素子の特性を評価する評価装置であって、
前記半導体レーザ素子の第一の電極に接触可能な形状と、前記半導体レーザ素子で発光した光を透過する領域とを備えた第一の電極板と、
前記半導体レーザ素子の第二の電極に接触可能な形状を備えた第二の電極板と、
前記第一の電極板および前記第二の電極板に接続する電流源または電圧源と、
前記第一の電極板を透過した前記半導体レーザ素子の発光光を受光する受光装置と、
前記受光装置で受光した光の強度が所定値以下である半導体レーザ素子を記録する記憶装置とを有することを特徴とする評価装置である。
【発明の効果】
【００３５】
本願第一の発明によれば、第一導電型の電極が、半導体基板のリッジ部に対応する位置に開口部を有するので、基板をエッチングすることなしに発光光を観察して不良解析を行うことができる。また、ジャンクションダウン型およびジャンクションアップ型のいずれの実装方法に対しても非破壊で不良解析を行うことができる。
【００３６】
本願第二の発明によれば、第一導電型の電極が、リッジ部に対応する領域の両側に形成されていて該領域には形成されていないので、基板をエッチングすることなしに発光光を観察して不良解析を行うことができる。また、ジャンクションダウン型およびジャンクションアップ型のいずれの実装方法に対しても非破壊で不良解析を行うことができる。
【００３７】
本願第三の発明によれば、半導体基板のリッジ部に対応する位置を含む半導体基板の裏面に形成された第一導電型の電極が、前記位置において活性層で発光した光を透過させるので、基板をエッチングすることなしに発光光を観察して不良解析を行うことができる。また、ジャンクションダウン型およびジャンクションアップ型のいずれの実装方法に対しても非破壊で不良解析を行うことができる。
【００３８】
本願第四の発明によれば、第二導電型の電極がリッジ部の上面の一部に開口部を有するので、活性層で発光した光をこの開口部より観察して不良解析を行うことができる。また、ジャンクションダウン型およびジャンクションアップ型のいずれの実装方法に対しても非破壊で不良解析を行うことができる。
【００３９】
本願第五の発明によれば、第二導電型の電極がリッジ部において前記活性層で発光した光を透過させるので、活性層で発光した光をこの開口部より観察して不良解析を行うことができる。また、ジャンクションダウン型およびジャンクションアップ型のいずれの実装方法に対しても非破壊で不良解析を行うことができる。
【００４０】
本願第六〜第十の発明によれば、半導体レーザ素子の特性を評価した後に、半導体ウェハを複数のバーに分割する。つまり、ウェハ状態で特性の良否判定を行うので、バーに分割したり、組み立てを行ったりすべき半導体レーザ素子を予め選別することができる。
【００４１】
本願第十一の発明によれば、ウェハ状態の半導体レーザ素子について、その特性の良否判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（実施の形態１）
以下に、本実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。尚、本実施の形態では、半導体レーザとして、窒化物系青色半導体レーザを例にとる。
【００４３】
図１は、実施の形態１における窒化物系半導体レーザの断面図である。はじめに、本実施の形態の構成要素と、本実施の形態の特徴点である第一導電型電極および第一開口部とについて説明する。
【００４４】
図１に示すように、光透過性を有する半導体基板としてのＧａＮ基板４の表面には、第一導電型ＧａＮバッファ層５が形成され、さらに、その上に第一導電型の半導体層としての第一導電型ＡｌＧａＮクラッド層６、第一の光ガイド層としての第一導電型ＧａＮ光ガイド層７、活性層８、第二導電型ＡｌＧａＮ電子障壁層３、第二の光ガイド層としての第二導電型ＧａＮ光ガイド層９、第二導電型の半導体層としての第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層１０および第二導電型ＧａＮコンタクト層１１が順次積層されている。
【００４５】
第二導電型クラッド層１０は、第一の第二導電型クラッド層１と第二の第二導電型クラッド層２からなる。第二の第二導電型クラッド層２はリッジ部として形成され（以下リッジストライプ１２）、絶縁膜１４が前記リッジストライプ１２を被覆するように形成されている。絶縁膜１４および第二導電型ＧａＮコンタクト層１１の上には、第二導電型電極１６が形成されている。なお、本実施の形態では、第一導電型および第二導電型の光ガイド層にて活性層を挟み込むＳＣＨ構造を有した窒化物系青色半導体レーザを例に挙げているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４６】
本実施の形態は、ＧａＮ基板４の裏面側に形成された第一導電型電極１７において、ＧａＮ基板４上のリッジストライプ１２に対応する位置に第一開口部１８が設けられていることを特徴としている。
【００４７】
上記のリッジストライプ１２に対応する位置について、リッジストライプ１２と、活性層８と、ＧａＮ基板４との関係から以下に詳細に述べる。
【００４８】
まず、リッジストライプ１２を原像とし、活性層８上に平行投影される写像を想定する。その写像のなかで、原像との距離が最小となるものを第一の写像とする。この第一の写像は、活性層８上でリッジストライプ１２に対して最も接近している領域を指している。例えば図１では、リッジストライプ１２の直下に投影される写像が第一の写像である。
【００４９】
つぎに、前記第一の写像を原像とし、前記ＧａＮ基板４の裏面に平行投影される少なくとも一つの写像を考え、これを第二の写像とする。この第二の写像は、ＥＬ法におけるＧａＮ基板４裏面上の観察領域に対応する。この第二の写像が、本発明における、リッジストライプ１２に対応する位置となる。
【００５０】
このような半導体レーザにおいて、両電極間に電圧を印加すると、電子および正孔が活性層８に注入された後に再結合してＥＬ光を発光する。ＥＬ光はＧａＮ基板４を透過するので、本実施の形態によれば、第一開口部１８を通じてＥＬ光を観察することができる。したがって、ＧａＮ基板４を除去することなしに、不良解析を行うことが可能となる。尚、第一開口部１８をリッジストライプ１２に対応する位置に設けるのは、電流がリッジストライプ１２で狭窄されて、リッジストライプ１２の直下で集中的に流れることによって、活性層８におけるリッジストライプ１２の直下でＥＬ光が集中して発光するからである。
【００５１】
上述したように、本実施の形態においては、ＧａＮ基板４上のリッジストライプ１２に対応する位置において、第一導電型電極１７に第一開口部１８が設けられている。このことは、換言すると、第一開口部１８の両側に第一導電型電極１７が存在することになる。このような構造であれば、電子の注入がリッジストライプ１２の片側に偏って行われることはない。すなわち、リッジストライプ１２の直下およびその近傍へ、リッジストライプ１２の両側方向から電子が注入されることになる。一方、第二導電型電極１６から注入された正孔はリッジストライプ１２によって狭窄され、その近傍に集中している。よって電子と正孔はリッジストライプ１２の両側とその近傍の領域に分布することになる。したがって、再結合もリッジストライプ１２の両側で発生する。その結果、リッジストライプの直下およびその両側近傍でＥＬ発光し、リッジストライプ１２直下はもとより、その両側の周辺領域でも不良解析を行うことができる。
【００５２】
また、第一導電型電極１７がリッジストライプ１２に対して両側に存在することで、半導体レーザに加わる種々の物理的な力がリッジストライプ１２の両側へ分散される。これにより、リッジストライプ１２の片側のみに応力が生じるのを防ぐことができる。その結果、応力の不均一に起因する種々の影響、例えば遠視野像や偏光などの光学特性の変化を防止できる。また同様に、応力の不均一によりリッジストライプの一部に長期間にわたって負荷が集中し早期破損に至るなどの、寿命の低下を避けることもできる。
【００５３】
尚、本実施の形態では、第一導電型電極１７が、ＧａＮ基板４上でリッジストライプ１２に対応する領域の両側に形成されていて該領域に形成されていなければよく、必ずしも第一導電型電極１７が第一開口部１８を有する構造でなくてもよい。これについては、後述の図３（ａ）および（ｂ）を用いてさらに詳しく説明する。
【００５４】
つぎに、図１の半導体レーザの各部の構造について、さらに詳しく説明する。
【００５５】
ＧａＮ基板４は、青色半導体レーザの発光ピーク波長に対応する波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの光を透過する。第一導電型ＧａＮバッファ層５は厚さが１０μｍ以下（例えば１μｍ）であり、第一導電型不純物として例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされている。第一導電型ＧａＮバッファ層５は、ＧａＮ基板上の表面の凹凸を低減し、後に形成する層をできるだけ平坦に積層するために形成されるものである。第一導電型ＡｌｘＧａ１−ｘＮクラッド層６は厚さが０．５〜４μｍ（例えば１μｍ）で、第一導電型不純物として例えばＳｉがドープされており、ｘ＝０．０５〜０．２（例えば０．０７）である。
【００５６】
活性層８は、例えばアンドープのＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＩｎｙＧａ１−ｙＮ多重量子井戸構造である。これは、障壁層としてのＩｎｘＧａ１−ｘＮと、井戸層としてのＩｎｙＧａ１−ｙＮ層とが交互に積層されたものである。ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層は、例えば厚さ７ｎｍで、ｘ＝０．０２である。ＩｎｙＧａ１−ｙＮ層は、例えば厚さ３．５ｎｍでｙ＝０．１４である。井戸数は例えば３とし、両端に井戸層がある場合、あるいはバリア層がある場合のどちらでも良い。
【００５７】
第二導電型ＡｌＧａＮ電子障壁層３は厚さが４０ｎｍ以下（例えば１０ｎｍ）であり、ＡｌｘＧａ１−ｘＮにおいてｘ＝０．３以下（例えば０．１８）である。第二導電型ＧａＮ光ガイド層９は厚さが５０ｎｍ〜２００ｎｍ（例えば１００ｎｍ）である。
【００５８】
第二導電型クラッド層１０は、第一の第二導電型クラッド層１と第二の第二導電型クラッド層２とからなる。第一の第二導電型クラッド層１は、例えばｘ＝０．０５〜０．２（例えば０．０７）のＡｌｘＧａ１−ｘＮからなり、厚さが５０ｎｍ〜５００ｎｍ（例えば１００ｎｍ）である。第二導電型不純物として、例えばＭｇがドープされている。第二の第二導電型クラッド層２は、例えばｘ＝０．０５〜０．２（例えば０．０７）のＡｌｘＧａ１−ｘＮから成り、厚さが２００ｎｍ〜４μｍ（例えば４００ｎｍ）である。第二導電型不純物として、例えばＭｇがドープされている。
【００５９】
第二導電型ＧａＮコンタクト層１１は、厚さが５０ｎｍ〜５００ｎｍ（例えば１００ｎｍ）であり、第二導電型不純物として例えばＭｇがドープされている。第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層１０および第二導電型ＧａＮコンタクト層１１には、例えば（１−１００）方向に向かって（図１においては紙面奥行き方向に向かって）リッジストライプ１２が形成されており、その幅は１μｍ〜５μｍ（例えば２．２μｍ）である。このリッジストライプ１２は、ＧａＮ基板上にストライプ状に形成された数μｍ〜数十μｍ幅の高転移領域の間に存在する低欠陥領域に形成されている。
【００６０】
さらに、リッジストライプ１２の側面部あるいは横底面部を覆うように、表面保護および電気的絶縁のための絶縁膜１４が形成されている。この絶縁膜は例えばＳｉＯ２膜で、厚さは例えば２００ｎｍとすることができる。
【００６１】
絶縁膜１４における、リッジストライプ１２の上側に当たる部分には、第二開口部１５が設けられる。この第二開口部１５において第二導電型電極１６と第二導電型コンタクト層１１との電気的接触が図られている。第二導電型電極１６は、例えばＰｄおよびＡｕ膜を順次積層して形成される。
【００６２】
ＧａＮ基板４の裏面には、前記のとおり、第一導電型電極１７が形成される。この第一導電性電極１７は、例えばＴｉおよびＡｕ膜を順次積層して形成される。
【００６３】
つぎに、本実施の形態の半導体レーザの製造方法の一例について述べる。
【００６４】
まず、あらかじめサーマルクリーニングなどによりＧａＮ基板４の表面を清浄する。次にＧａＮ基板４上に有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、例えば１０００℃の成長温度で第一導電型ＧａＮバッファ層２を成長させる。その後、同じくＭＯＣＶＤ法により、第一導電型ＡｌＧａＮクラッド層６およびアンドープＩｎＧａＮ光ガイド層７を順次成長させる。成長温度はともに１０００℃とする。更に、同じくＭＯＣＶＤ法により、アンドープＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＩｎｙＧａ１−ｙＮ多重量子井戸活性層８を７４０℃にて成長させる。
【００６５】
さらに、同じくＭＯＣＶＤ法により第二導電型ＡｌＧａＮ電子障壁層３、および第二導電型ＧａＮ光ガイド層９、第一の第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層１、第二の第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層２および第二導電型ＧａＮコンタクト層１１を順次積層する。成長温度は、例えばそれぞれ１０００℃とする。
【００６６】
以上の結晶成長の後、ウエハの全面にレジストを塗布し、リソグラフィーを行う。それによりメサ部の形状に対応した所定形状のレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして、例えばＲＩＥ法によって第二導電型クラッド層１０のエッチングを行い、光導波構造であるリッジストライプ１２を作製する。
【００６７】
エッチング工程の後、マスクとして用いたレジストパターンを残したまま、再び基板全面に例えば厚さが０．２μｍのＳｉＯ２膜１４を形成する。製膜方法としては、例えばＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタリング法などが用いられる。続いて、レジストの除去を行うと同時にリッジストライプ上にあるＳｉＯ２膜を除去する工程、いわゆるリフトオフを行う。これによりリッジストライプ上に第二開口部１５が形成される。
【００６８】
次に例えば真空蒸着法により、前記コンタクト層１１およびＳｉＯ２膜１４上全域に、ＰｔおよびＡｕ膜を順次形成する。その後、レジストを塗布し、リソグラフィーを行って電極パターンを形成する。最後に、ウェットエッチングあるいはドライエッチングにより不要なＰｔおよびＡｕ膜を除去し、第二導電型電極１６を形成する。
【００６９】
続いて第一導電型電極１７が、ＧａＮ基板４の裏面側に形成される。まず、真空蒸着法により基板裏面にＴｉおよびＡｕ膜を順次形成する。続いて、該金属膜上にレジストを塗布し、リソグラフィーを行う。その後、ウェットエッチングあるいはドライエッチングにより電極パターンを形成する。この時、リッジストライプ１２に対応する位置の金属薄膜が除去され、図２に示すように、第一開口部１８の両側に電極層が形成される。最後に電極をオーミック接触させるためのアロイ処理を行い、第一導電型電極１７が形成される。
【００７０】
尚、第一導電型電極１７に、ワイヤボンディングを容易にする等の目的で、さらに厚膜電極としてのＡｕめっき層を積層してもよい。この場合は、先にめっき工程まで行い、その後でレジスト塗布、リソグラフィーおよびエッチングを順に行う。Ａｕめっき層の膜厚は、例えば、２μｍ〜４μｍ程度とすることができる。本実施の形態においては、Ａｕめっき層にも第一開口部１８が設けられる。
【００７１】
第一導電型電極１７を形成した後は、上記の積層構造および基板を、劈開などによりバー状に加工して両共振器端面を形成し、更にこれらの共振器端面に端面コーティングを施す。最後にこのバーを劈開などによりチップ化し、本実施の形態である窒化物系半導体レーザが製造される。
【００７２】
このように製造した半導体レーザに対しては、次のようにＥＬ法を用いて不良解析を行うことができる。
【００７３】
まず、第二導電型電極１６をパッケージ側にして半田付けを行う。これは所謂ジャンクションダウン（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ−Ｄｏｗｎ）と呼ばれる構造である。その後、レーザを駆動するときと同様に、第二導電型電極１６と第一導電型電極１７との間に電流を流す。そして活性層８で電子および正孔の再結合が生じ、リッジストライプ１２近辺の領域で強いＥＬ発光が生じる。この発光を外部より観察し、不良原因の解析を行う。
【００７４】
また、これに対し第一導電型電極１７をパッケージ側にして半田付けを行う、所謂ジャンクションアップ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ−ｕｐ）実装を行う場合もある。この際、第一開口部１８に金属がないので、一度ジャンクションアップ構造で実装した場合でも第一開口部１８に半田がつかない。従って、この場合は不良した素子をジャンクションダウンに組み換えれば、第一の実施の形態と同様にＥＬ光を観察することができる。
【００７５】
図３（ａ）は、図１をＧａＮ基板４の裏面側から見た斜視図である。この図に示すように、第一導電型電極１７は、第一開口部１８の外縁に沿って連続して形成されている。ここで、第一開口部１８の形状は、矩形、多角形または曲線などを含む形状であってもよい。さらに、図３（ａ）では、第一導電型電極１７はその略中心部に一つの第一開口部１８を有しているが、例えば複数の開口部を有する構造としたり、多数の微細な開口を設けたりすることも可能である。但し、このときに第二の写像の面積を等分する任意の直線に対して、その両側に第一導電型電極１７が存在する構造となる。
【００７６】
また、第一開口部１８をリッジストライプ１２に対応する位置より大きく、すなわち第二の写像より大きくすることもできる。それにより、リッジストライプ内に存在する不良と、リッジストライプの外側から伸びてきた不良とを区別することが可能になる。しかし逆に、前記開口部１８がリッジストライプに対応する位置に対して広すぎると、電流広がりのため半導体レーザの特性に影響する。従って例えばリッジストライプ幅と同一、乃至は基板厚程度の幅にすることもできる。本実施の形態ではリッジストライプ１２の２倍の幅（例えば４．４μｍ）とした。
【００７７】
前記第一開口部１８の大きさは、種々の半導体レーザ素子に対してどの程度の観察領域を設けるかによって判断される。そのため観察の目的によっては大きな開口を設ける必要は無いが、逆に、狭すぎると不良箇所を見落としやすくなる。
【００７８】
さらに、上述したように、本実施の形態では、第一導電型電極１７が、ＧａＮ基板４上でリッジストライプ１２に対応する領域の両側に形成されていて該領域に形成されていなければよく、必ずしも第一導電型電極１７が第一開口部１８を有する構造でなくてもよい。
【００７９】
図３（ｂ）は、本実施の形態における第一導電型電極の他の例であり、図１でＧａＮ基板４の裏面側から見た斜視図に対応する。図３（ｂ）では、ＧａＮ基板４上でリッジストライプ１２に対応する領域Ａには、第一導電型電極１７が設けられていない。換言すると、第一導電型電極１７は、リッジストライプ１２と平行に、かつ、ＧａＮ基板４上の向かい合う二辺の間で連続的に設けられている。ＧａＮ基板４の裏面は第一開口部１８を境界として二箇所に分割され、結果的に第一開口部１８の両側に第一導電型電極１７が形成されている状態となる。このような構造であっても、領域Ａを通じてＥＬ光を観察することができる。したがって、ＧａＮ基板４を除去することなしに、不良解析を行うことが可能となる。
【００８０】
本実施の形態においては、第一導電型電極１７を、ＧａＮ基板４上のリッジストライプ１２に対応する位置で線対称な形状とすることで、前述した応力の不均一を更に緩和することができる。すなわち、図３（ｂ）において、領域Ａの線対称軸を基準軸として、対称な形状とすることもできる。この場合には、種々の物理的負荷をリッジストライプ１２の両側でほぼ均一に受け止められる。よって前述した光学特性への影響、および寿命低下を更に効果的に防止できる。また第一開口部１８を前記の写像に対して相似な形状とすることで、リッジストライプ１２に対する対象性を更に高め、より大きな効果を得ることもできる。
【００８１】
第一導電型電極１７に、さらに厚膜電極としてＡｕめっき等を積層する場合もある。このＡｕめっきは膜厚が２μｍ〜４μｍ程度であり、例えばワイヤボンディングを容易にする等の目的で設けられる。この際にＡｕめっき等には、第一導電型電極１７と同様に第一開口部１８が設けられる。
【００８２】
（実施の形態２）
実施の形態２は、ＧａＮ基板４裏面側の第一導電型電極の構造において、実施の形態１と相違する。
【００８３】
図４は、本実施の形態における半導体レーザの断面図である。尚、本実施の形態では、半導体レーザとして窒化物系青色半導体レーザを例にとる。また、図１と同じ符号で示すものは、第一の実施の形態で説明した構造と同じものである。
【００８４】
図４では、実施の形態１と同様に、ＧａＮ基板４主面上に、第一導電型ＧａＮバッファ層５から第二導電型電極１６までが形成されている。尚、本実施の形態は窒化物系青色半導体レーザであり、第一導電型および第二導電型の光ガイド層にて活性層を挟み込むＳＣＨ構造を有しているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００８５】
本実施の形態では、第一導電型光透過電極１９が、ＧａＮ基板４の裏面のリッジストライプ１２に対応する位置を含んだ領域に形成される。第一導電型光透過電極１９は、本実施の形態の青色半導体レーザにおける発光ピーク波長の光を透過する。本実施の形態はＧａＮ基板を用いた青色発光レーザなので、第一導電型光透過電極１９は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの光に対して１０％以上の透過率を有するものとすることができる。
【００８６】
第一導電型光透過電極１９は、透明電極材料からなる電極であってもよいし、上記の光を透過させる膜厚の電極であってもよい。前者の場合、第一導電型光透過電極１９は、ＩＴＯまたはＺｎＯなどからなる電極とすることができる。一方、後者の場合、第一導電型光透過電極１９は、例えば、ＴｉおよびＡｕを順次積層する構造とした上で、全体の膜厚を５００Å（５０ｎｍ）以下とすればよい。尚、第一導電型光透過電極１９をＴｉ／Ａｕ膜以外の種々の導電性材料を用いて形成する場合も、適切に膜厚を決定することにより同様に可能となる。
【００８７】
以上の構造によれば、リッジストライプ１２に対応する領域に第一導電型の電極が形成されていても、ＥＬ光はこの電極を透過するので、ＧａＮ基板４の裏面側からＥＬ光を観察することができる。一方、リッジストライプ１２に対応する位置を含んで第一導電型光透過電極１９が存在する構造によれば、注入される電子がリッジストライプ１２の片側に偏って供給されることがない。すなわち、リッジストライプ１２の直下およびその近傍へ、リッジストライプ１２の両側方向から電子が注入されることになる。従って、実施の形態１と同様に、リッジストライプ１２の両側の周辺領域に関しても、ＥＬ発光の観察、すなわち不良解析を行うことができる。
【００８８】
さらに、第一導電型光透過性電極１９が、リッジストライプ１２に対応する位置を含んで存在することによって、第一の実施の形態と同様に、応力がリッジストライプ１２周辺で不均一になるのを防ぐこともできる。  
【００８９】
次に、本実施の形態における窒化物系半導体レーザの製造方法を説明する。
【００９０】
図４において、ＧａＮ基板４上に第一導電型バッファ層５から第二導電型電極１６までを積層する方法に関しては、実施の形態１で説明したのと同様である。
【００９１】
ＧａＮ基板４の裏面側に第一導電型光透過電極１９として金属薄膜を形成する場合、例えばＴｉおよびＡｕを順次積層する構造の場合は、真空蒸着法などによって作製する。その後、第一導電型オーミック接触させるためにアロイ処理を行う。一方、第一導電型光透過電極１９として透明電極、例えばＩＴＯやＺｎＯなどを用いる場合には、例えばスパッタリング法などにより作製することができる。この場合には、光透過率に対する膜厚の影響が小さいため、製造を行う際に公差をそれほど厳しくしなくともよいという利点がある。
【００９２】
このように製造した半導体レーザに対しては、次のようにＥＬ法を用いて不良解析を行うことができる。
【００９３】
ジャンクションダウン実装の場合は、実施の形態１と同様に、第二導電型電極１６をパッケージ側にして半田付けを行う。その後、レーザを駆動するときと同様に、第二導電型電極１６と光透過電極１９との間に電流を流す。その際、リッジストライプ１２で電流が狭窄され、活性層８において正孔および電子の再結合が集中し、ＥＬ発光するため、これを観察する。
【００９４】
なお図５に示すように、実施の形態２において、ｎ光透過電極１９側へのワイヤボンドを容易にするために厚膜電極２０を設けることもできる。
【００９５】
この場合、光透過電極１９上でリッジストライプ１２に対応する位置には厚膜電極２０を形成せず、実施の形態１と同様に第一開口部１８を設ける。例えば図６に示すように、光透過電極１９として真空蒸着法により厚さ５００Å以下のＴｉ／Ａｕ膜を形成し、厚膜電極２０として金メッキ層を形成すればこのような構造を実現できる。
【００９６】
なお、本実施の形態においては、次のような変形を行うことも可能である。
【００９７】
光透過電極１９の、発光ピーク波長に対しての透過率を１０％以上とすることで、ＥＬ光の観察をより効果的に行うこともできる。ＥＬ法では、前述した発光分布を測定し、異常な暗部領域の有無を確認する。ここで、光透過電極１９の透過率が低いために、透過光の強度が弱くなりすぎると、前述した発光分布を測定することが難しくなる。その場合、暗部領域の位置、すなわち不良原因となる転位の位置を高精度で特定できなくなる。観察装置にも依存するが、一般的には活性層８における発光の少なくとも１０％から２０％程度の光が得られることが、解析を行う際に望ましい。
【００９８】
また、本実施形態では窒化物系青色半導体レーザを用いて説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。光透過性を有する半導体基板を用いた種々の半導体レーザに対し、それぞれのピーク波長に対して透過性を有するように第一導電型光透過電極１９の材料、膜厚などを決定すれば、同様の効果を得ることができる。例えばＩｎＰ系の通信用レーザなどでは、例えば波長１３００ｎｍ〜１５５０ｎｍの光に対して透過性を有する構造とすればよい。
【００９９】
（実施の形態３）
本実施の形態は、第二導電型電極１６のうちリッジストライプ１２の上面部に開口が設けられる点において、実施の形態１および２と相違する。
【０１００】
図７は、本実施の形態における半導体レーザの断面図である。尚、本実施の形態では、半導体レーザとして窒化物系青色半導体レーザを例にとる。また、図１と同じ符号で示すものは、第一の実施の形態で説明した構造と同じものである。
【０１０１】
図７において、実施の形態１と同様に、ＧａＮ基板４主面上に第一導電型ＧａＮバッファ層５から第二導電型電極１６までが形成される。
【０１０２】
またＧａＮ基板４裏面には前面に第一導電型電極１７が、リッジストライプ１２に対応する位置を含んで設けられている。本実施の形態においては、ＧａＮ基板４の裏面全体に形成している。
【０１０３】
本実施の形態は、第二導電型電極１６におけるリッジストライプ１２の上面の一部に開口部が設けられ、第二導電型ＧａＮコンタクト層１１が外部に露出していることを特徴としている。但し、第二導電型ＧａＮコンタクト層１１と第二導電型電極１６は必ず一部の領域で重なり合い、電気的に接続されているものとする。
【０１０４】
上記の構造とすることによって、ジャンクションアップ実装を行い、第一開口部１５を通してＥＬ光を観察することができる。この場合は、実施の形態１における第二開口部１８と同様に、第一開口部１５が観察窓としての役割を果たす。従って、一度ジャンクションアップで実装した製品を、不良解析のために改めてジャンクションダウンに実装しなおす必要が無い。
【０１０５】
また、この構造においても、実施の形態１と同じく、リッジストライプ１２に対応する位置を含んで第一導電型光透過電極１９が存在するため、注入される電子がリッジストライプ１２の片側に偏って供給されることがない。したがって前述したとおり、リッジストライプ１２直下はもとより、その両側の周辺領域でもＥＬ発光の観察、すなわち不良解析を行うことができる。
【０１０６】
また、実施の形態１と同じく、リッジストライプ１２に対応する位置を含んで第一導電型光透過電極１９が存在するため、応力がリッジストライプ１２周辺で不均一になることもない。
【０１０７】
つぎに、本実施の形態の製造方法を説明する。
【０１０８】
まず、実施の形態１の製造方法に順じ、ＧａＮ基板４上に第一導電型バッファ層５から第二導電型電極１６までを積層する。その後で第二導電型電極１６の一部をエッチングなどで除去し、リッジストライプ１２の上面部を少なくとも一部露出させる。エッチングの手段には、ウェットエッチング、ドライエッチングなど、適宜選択が可能である。
【０１０９】
（実施の形態４）
本実施の形態は、第二導電型電極として第二導電型光透過電極を設ける点において、実施の形態１および２と相違する。
【０１１０】
図８は、本実施の形態における半導体レーザの断面図である。尚、本実施の形態では、半導体レーザとして窒化物系青色半導体レーザを例にとる。また、図１と同じ符号で示すものは、第一の実施の形態で説明した構造と同じものである。
【０１１１】
図８では、実施の形態１と同様に、ＧａＮ基板４主面上に第一導電型ＧａＮバッファ層５、第一導電型クラッド層６、第一導電型ＧａＮ光ガイド層７、活性層８、第二導電型ＡｌＧａＮ電子障壁層３、および第二電極側ガイド層としての第二導電型ＧａＮ光ガイド層９、第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層１０、および第二導電型ＧａＮコンタクト層１１が順次積層されている。さらに、リッジストライプ１２、絶縁膜１４、第二開口部１５が設けられる。
【０１１２】
ここで、第二開口部１５上には、第二導電型光透過電極２１が形成されている。この第二導電型電極２１は、リッジストライプ１２の上面全体に形成される。
【０１１３】
またＧａＮ基板４裏面には前面に第一導電型電極１７が、リッジストライプ１２に対応する位置を含んで設けられている。本実施の形態においては、ＧａＮ基板４の裏面全体に形成している。
【０１１４】
上記の構造とすることによって、ジャンクションアップ実装を行い、第二導電型光透過電極２１を通して、実施の形態２と同様にＥＬ光を観察することができる。この場合は第二導電型光透過電極２１がＥＬ発光を透過する。すなわち、実施の形態２における第一導電型光透過電極と同様の効果を有することとなる。従って、ジャンクションアップで実装した製品についても、非破壊で解析することが可能となる。
【０１１５】
またこの構造においても、実施の形態１と同じく、リッジストライプ１２に対応する位置を含んで第一導電型光透過電極１９が存在するため、注入される電子がリッジストライプ１２の片側に偏って供給されることがない。したがって前述したとおり、リッジストライプ１２直下はもとより、その両側の周辺領域でもＥＬ発光の観察、すなわち不良解析を行うことができる。
【０１１６】
また、実施の形態１と同様にリッジストライプ１２に対応する位置を含んで第一導電型光透過電極１９が存在するため、応力がリッジストライプ１２周辺で不均一になることもない。
【０１１７】
実施の形態４の製造方法の一例は、次に述べるとおりである。
【０１１８】
まず、実施の形態１の製造方法に順じ、ＧａＮ基板４上に第一導電型バッファ層５から第二開口部１５までを形成する。その後、第二導電型光透過電極２１を、真空蒸着法、スパッタ法などを用い、例えばＰｄおよびＡｕ膜を順次積層して形成する。この時、膜厚を適切に調整することにより、実施の形態２における第一導電型光透過電極１９と同様に、ＥＬ光に対して透過性を有する構造とすることができる。
【０１１９】
更に、ＥＬ光の観察を容易にするために、第二導電型光透過電極２１のＥＬ光に対する光透過率を１０％以上にすることもできる。
【０１２０】
また、第二導電型光透過電極２１として、透明電極としてのＩＴＯ、ＺｎＯおよびＳｎＯなどを用いる事ができる。これらの透明電極を用いる際には、製造の際に膜厚の公差を厳しくしなくとも良いという利点がある。
【０１２１】
（実施の形態５）
実施の形態１〜４では、基板をエッチングすることなしに、活性層で発光した光を観察して不良解析を行うことのできる半導体レーザについて述べた。この半導体レーザの評価は、上記実施の形態で述べたように、半導体ウェハ上に各半導体層や電極を形成した後、劈開を行ってバー状に加工し、さらにチップ化した半導体レーザ素子について行うことができる。しかし、この方法に限られるものではなく、劈開を行う前の段階、すなわち、ウェハの状態で半導体レーザ素子の特性を評価することもできる。後者の方法によれば、不良が生じている素子については、チップ化する前に組み立てを行うか否かの判断ができるので、ウェハ上で不良品が多く生じている範囲についてはバー状に分割する必要がなくなり、工程を簡略化することが可能となる。そこで、本実施の形態では、後者の方法を用いて半導体レーザを製造する方法と、半導体レーザ素子の特性を評価する評価装置について述べる。
【０１２２】
本実施の形態における半導体レーザの製造方法は、次のような工程を含む。
【０１２３】
まず、光透過性を有する第一導電型の半導体ウェハの表面に、第一導電型の半導体層、活性層および第二導電型の半導体層を順に形成する。次いで、第二導電型の半導体層の一部を加工してリッジ部を形成した後、第二導電型の半導体層の上に、第二導電型の電極を形成する。次に、半導体ウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成してから、この第一導電型の電極のリッジ部に対応する位置に開口部を形成する。
【０１２４】
上記工程は、具体的には、実施の形態１と同様にして行うことができる。
【０１２５】
例えば、半導体ウェハとしてのＧａＮウェハの上に、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、第一導電型ＧａＮバッファ層を成長させる。その後、同じくＭＯＣＶＤ法により、第一導電型ＡｌＧａＮクラッド層およびアンドープＩｎＧａＮ光ガイド層を順次成長させる。成長温度は、いずれも１０００℃とすることができる。更に、同じくＭＯＣＶＤ法により、アンドープＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＩｎｙＧａ１−ｙＮ多重量子井戸活性層を７４０℃にて成長させる。
【０１２６】
次いで、ＭＯＣＶＤ法により、第二導電型ＡｌＧａＮ電子障壁層、第二導電型ＧａＮ光ガイド層、第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層、第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層および第二導電型ＧａＮコンタクト層を順次積層する。成長温度は、いずれも１０００℃とすることができる。
【０１２７】
以上の結晶成長を終えた後は、ＧａＮウェハの上全体にレジストを塗布し、メサ部の形状に対応したレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとし、例えばＲＩＥ法によって、第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層および第二導電型ＧａＮコンタクト層のエッチングを行い、光導波路であるリッジ部を形成する。
【０１２８】
上記のエッチング工程の後、マスクとして用いたレジストパターンを残したまま、ＧａＮウェハの全面に、ＣＶＤ法、真空蒸着法またはスパッタリング法などによってＳｉＯ２膜を形成する。続いて、リフトオフによって、レジストパターンの除去と同時に、リッジストライプ上にあるＳｉＯ２膜を除去する。
【０１２９】
次に、真空蒸着法などによって、第二導電型ＧａＮコンタクト層およびＳｉＯ２膜の上に、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次形成する。その後、レジストを塗布し、リソグラフィーを行って電極パターンを形成する。最後に、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによって、不要なＰｔ膜およびＡｕ膜を除去する。これにより、第二導電型ＧａＮコンタクト層の上に、第二導電型の電極を形成することができる。
【０１３０】
次に、ＧａＮウェハの裏面に、第一導電型の電極を形成する。例えば、真空蒸着法により、ＧａＮウェハの裏面に、Ｔｉ膜およびＡｕ膜を順次形成する。続いて、この上にレジストを塗布し、リソグラフィーを行う。その後、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによって電極パターンを形成する。このとき、リッジ部に対応する位置のＴｉ膜およびＡｕ膜を除去して、第一導電型の電極に開口部を形成する。これにより、開口部の両側に第一導電型の電極が設けられた構造、すなわち、実施の形態１の図１と同様の構造が得られる。
【０１３１】
以上の工程によって、半導体ウェハに複数の半導体レーザ素子が形成される。この様子を図９に示す。
【０１３２】
図９は、半導体ウェハを第一導電型の電極の側から見た平面模式図である。図において、１４１は半導体ウェハ、１４２は第一導電型の電極、１４３は開口部、１４６は半導体レーザ素子である。尚、この図では、半導体レーザ素子が設けられる領域の外形を矩形としたが、本発明はこれに限られるものではなく、他の形状であってもよい。
【０１３３】
本実施の形態では、図９の状態の半導体レーザ素子のそれぞれについて、電気的特性および光学的特性を評価する。具体的には、図１０に示す評価装置を用いて行うことができる。
【０１３４】
図１０において、評価装置２０１は、第一の電極板２０２と、第二の電極板２０３と、これらに接続する電圧源２０４とを有する。ここで、第一の電極板２０２は、半導体レーザ素子の第一導電型の電極に接触可能な形状を有しており、第二の電極板２０３は、半導体レーザ素子の第二導電型の電極に接触可能な形状を有している。但し、本発明における第一の電極は、第一導電型の電極に対応し、本発明における第二の電極は、第二導電型の電極に対応するものとする。尚、本実施の形態では、電圧源２０４に代えて電流源を用いてもよい。
【０１３５】
また、第一の電極板２０２は、半導体レーザ素子からの発光光を透過する領域を備えている。例えば、第一の電極板２０２を、少なくとも一種類以上の金属元素を含み、波長３９５ｎｍ〜４１０ｎｍにおける透過率が１０％を超える薄膜が表面に形成されたサファイア基板とすることができる。具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の薄膜が表面に形成されたサファイア基板が挙げられる。
【０１３６】
評価を行う際には、図１０に示すように、まず、半導体ウェハ２０５上に形成された半導体レーザ素子（図示せず）の第一導電型の電極に第一の電極板２０２を接触させ、半導体レーザ素子の第二導電型の電極に第二の電極板２０３を接触させる。次いで、電圧源２０４から電圧を供給すると、第一の電極板２０２と第二の電極板２０３を介して、半導体レーザ素子の全体に同時に電圧が印加される。すると、各半導体レーザ素子の活性層において発光が起こり、第一導電型の電極に設けられた開口部と、第一の電極板２０２とを通じて発光光が観察される。この発光光を受光装置２０６で受光することによって、各半導体レーザ素子の光学的特性を評価することができる。
【０１３７】
受光装置２０６は、半導体ウェハ２０５上での発光領域や発光の空間的均一性を観測するための光学顕微鏡（図示せず）と、半導体レーザ素子で発光した光の波長域に感度を持つ受光素子（図示せず）とを有する。受光素子としては、例えば、波長３９５ｎｍ〜４１０ｎｍに感度を持つＣＣＤを用いることができる。また、受光素子は、発光光を分光する分光器をさらに備えていることが好ましい。
【０１３８】
本実施の形態においては、受光装置２０６で受光した各半導体レーザ素子の光の強度を記憶装置２０７に送り、強度が所定値以下である半導体レーザ素子を記憶装置２０７に記憶させる。但し、強度が所定値以下である半導体レーザ素子を受光装置で予め選別し、選別された半導体レーザ素子に関するデータのみを記憶装置２０７に送ってもよい。尚、強度が所定値以下である半導体レーザ素子には、全く発光が起こらない半導体レーザ素子も含まれるようにする。このようにすると、記憶装置２０７からデータを取り出すことにより、半導体ウェハ２０５上で不良が発生している箇所を把握することができる。したがって、この箇所については、ウェハをバー状に分割したり、あるいは、チップの組み立てを行ったりする工程を適用せずに済む。
【０１３９】
また、本実施の形態においては、図１０に示すように、電流計２０８と電圧計２０９を設けることによって、半導体レーザ素子の電気的特性を測定することができる。そして、測定したデータを記憶装置２０７に送り、所定値以下の値を有する半導体レーザ素子を記憶装置２０７に記憶させることにより、光学的特性の場合と同様に、半導体ウェハ２０５上で不良が発生している箇所を把握することができる。したがって、この箇所については、ウェハをバー状に分割したり、あるいは、チップの組み立てを行ったりする工程を適用せずに済む。
【０１４０】
以上述べたように、本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、半導体レーザ素子の特性をウェハ状態で評価することができる。また、本実施の形態の評価装置によれば、ウェハ状態の半導体レーザ素子について、その特性の良否判定を行うことができる。
【０１４１】
尚、本発明は、本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。
【０１４２】
例えば、上記実施の形態においては、第一導電型の電極のリッジ部に対応する全ての位置に開口部を設けたが、第一導電型の電極でリッジ部の一部に対応する位置に開口部を設けてもよい。例えば、図１１に示すように、第一導電型の電極１１２の所定の単位面積毎に１つの開口部１１３を設けることができる。半導体ウェハ１１１には、複数の半導体レーザ素子１１６が設けられているが、開口部１１３を上記のように設けることによって、半導体レーザ素子１１６には、開口部１１３を有するものと、有しないものとが混在することになる。この場合、半導体レーザ素子１１６の評価は、次のようにして行うことができる。
【０１４３】
まず、図１０で説明したように、評価装置の第一の電極板と第二の電極板を、それぞれ半導体レーザ素子の第一導電型の電極と第二導電型の電極に接触させる。次いで、電圧源から電圧を供給し、第一の電極板と第二の電極板を介して、半導体レーザ素子の全体に同時に電圧を印加する。尚、このとき、開口部を有する半導体レーザ素子の全体にのみ電圧が印加されるようにしてもよい。
【０１４４】
電圧が印加された半導体レーザ素子では、活性層で発光が起こる。そして、この発光光は、第一導電型の電極に設けられた開口部と、第一の電極板とを通じて観察される。したがって、発光光を受光装置で受光することにより、半導体レーザ素子の光学的特性を評価することができる。
【０１４５】
第一導電型の電極でリッジ部の一部に対応する位置に開口部を設ける構成では、開口部を有する半導体レーザ素子と、開口部を有しない半導体レーザ素子とが混在する。ここで、開口部が設けられていない半導体レーザ素子では、活性層内で生じた発光光を観察することができない。したがって、この構成に対して評価を行った場合、半導体ウェハでの不良の分布を把握することはできるが、個々の半導体レーザ素子の不良を把握することはできない。しかしながら、不良の多くは、分布を持って発生する。すなわち、不良となった半導体レーザ素子の周囲には、同様の不良を有する半導体レーザ素子が存在することが多い。例えば、エッチング工程でのエッチング液の不均一性に起因した不良などでは、こうした分布が見られる。それ故、第一導電型の電極の一部に開口部を設ける構成であっても、半導体ウェハ上で不良が発生している箇所をある程度把握することができるので、上記と同様に、バー状に分割したり、あるいは、組み立てを行ったりすべき半導体レーザ素子を予め選別することが可能となる。尚、第一導電型の電極の所定の単位面積毎に１つの開口部を設ければ、半導体ウェハ上に開口部を均一に分布させることができるので、不良箇所の把握が容易となる。
【０１４６】
また、上記実施の形態では第一導電型の電極に開口部を設けたが、実施の形態１の図３（ｂ）に示すように、半導体ウェハの裏面のリッジ部に対応する領域の両側に第一導電型の電極を設け、この領域には第一導電型の電極を設けない構造としてもよい。この構造は、半導体ウェハの裏面に第一導電型の電極を形成した後、リッジ部に対応する領域の電極を除去することにより得られる。この場合にも、第一導電型の電極が設けられていない領域を通して発光光を観察できるので、上記と同様にして半導体レーザ素子の評価を行うことができる。図１２に一例を示す。この図において、１２１は半導体ウェハ、１２２は第一導電型の電極、１２６は半導体レーザ素子である。また、領域１２３は、第一導電型の電極１２２が設けられていない部分である。
【０１４７】
第一導電型の電極を設けない領域は、半導体ウェハの裏面でリッジ部の一部に対応する領域とすることもできる。例えば、図１３に示すように、第一導電型の電極１３２の所定の単位面積毎に、この電極が除去された領域を設けることができる。半導体ウェハ１３１には、複数の半導体レーザ素子１３６が設けられているが、上記のように第一導電型の電極１３２を除去することによって、半導体レーザ素子１３６には、リッジ部に対応する領域に第一導電型の電極１３２が形成されていないものと、形成されているものとが混在することになる。
【０１４８】
図１３の構造は、半導体ウェハの裏面に第一導電型の電極を形成した後、リッジ部の一部に対応する領域の電極を除去することにより得られる。この場合、第一導電型の電極が除去されていない領域にある半導体レーザ素子の発光光は観察できない。したがって、評価によって得られるのは、半導体ウェハ上での不良の分布となるが、図１１の構造と同様に、バー状に分割したり、組み立てを行ったりすべき半導体レーザ素子を予め選別するには十分である。尚、第一導電型の電極の所定の単位面積毎に、第一導電型の電極が除去された領域を１つ設ければ、半導体ウェハ上にこの領域を均一に分布させることができるので、不良箇所の把握が容易となる。
【０１４９】
さらに、本実施の形態では、第一導電型の電極を光透過性を有する電極としてもよい。具体的には、実施の形態２で説明したのと同様の構造とすることができる。この構造によれば、上記の開口部を設けたりしなくても、半導体レーザ素子の発光光を観察することができる。第一導電型の電極は、例えば、透明電極材料からなる電極としてもよいし、光が透過する膜厚の電極としてもよい。尚、第一導電型の電極の一部について、光が透過するようにしてもよい。この場合は、光が透過しない電極を有する半導体レーザ素子からの発光光は観察できないので、評価によって得られるのは、半導体ウェハ上での不良の分布となるが、バー状に分割したり、組み立てを行ったりすべき半導体レーザ素子を予め選別するには十分である。
【０１５０】
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において、種々変形させて実施することができる。
【０１５１】
例えば、実施の形態１および２では、ＧａＮを基板とする窒化物半導体レーザに関して説明したが、ＧａＮ以外の材料を用いた場合でも、透明基板を有する半導体レーザ構造であれば、本発明の構造を用いることにより同様の効果が得られる。
【０１５２】
また、実施の形態３および４においては、基板の種類に関わらず、本発明の効果が得られる。
【０１５３】
また、ＧａＮ基板の裏面が傾斜している場合や凹凸がある場合、曲面部を持つ場合、または、リッジストライプの形状が実施例と異なるものであっても、本発明の効果が得られる。更に、例えばモノリシック構造などの、複数のリッジストライプを有する構造であっても同様である。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】実施の形態１における半導体レーザの断面図である。
【図２】実施の形態１における半導体レーザの断面図の一例である。
【図３】（ａ）は実施の形態１における半導体レーザの斜視図の一例であり、（ｂ）は他の例である。
【図４】実施の形態２における半導体レーザの断面図の一例である。
【図５】実施の形態２における半導体レーザの断面図の他の例である。
【図６】実施の形態２における半導体レーザの断面図の一例である。
【図７】実施の形態３における半導体レーザの断面図である。
【図８】実施の形態４における半導体レーザの断面図である。
【図９】実施の形態５において、半導体ウェハ上に形成された半導体レーザ素子の平面図の一例である。
【図１０】実施の形態５における評価装置の構成図である。
【図１１】実施の形態５において、半導体ウェハ上に形成された半導体レーザ素子の平面図の他の例である。
【図１２】実施の形態５において、半導体ウェハ上に形成された半導体レーザ素子の平面図の他の例である。
【図１３】実施の形態５において、半導体ウェハ上に形成された半導体レーザ素子の平面図の他の例である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、ＧａＡｓ系半導体レーザにおける不良解析方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１    第一の第二導電型クラッド層
２    第二の第二導電型クラッド層
３    第二導電型ＡｌＧａＮ電子障壁層
４    ＧａＮ基板
５    第一導電型ＧａＮバッファ層
６    第一導電型ＡｌＧａＮクラッド層
７    第一導電型ＧａＮ光ガイド層
８    活性層
９    第二導電型ＧａＮ光ガイド層
１０  第二導電型ＡｌＧａＮクラッド層
１１  第二導電型ＧａＮコンタクト層
１２  リッジストライプ
１４  絶縁膜
１５  第二開口部
１６  第二導電型電極
１７  第一導電型電極
１８  第一開口部
１９  第一導電型光透過電極
２０  厚膜電極
２１  第二導電型光透過電極
１４１，１１１，１２１，１３１，２０５  半導体ウェハ
１４２，１１２，１２２，１３２  第一導電型の電極
１４３，１１３  開口部
１４６，１１６，１２６，１３６  半導体レーザ素子
２０１  評価装置
２０２  第一の電極板
２０３  第二の電極板
２０４  電圧源
２０６  受光装置
２０７  記憶装置
２０８  電流計
２０９  電圧計
【図１】
2007184556.tif 000003
【図２】
2007184556.tif 000004
【図３】
2007184556.tif 000005
【図４】
2007184556.tif 000006
【図５】
2007184556.tif 000007
【図６】
2007184556.tif 000008
【図７】
2007184556.tif 000009
【図８】
2007184556.tif 000010
【図９】
2007184556.tif 000011
【図１０】
2007184556.tif 000012
【図１１】
2007184556.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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