(57)【要約】【課題】埋込み絶縁層として樹脂系の材料を用いた半導体発光装置の製造において、ウェハの分離を確実かつ容易に行うことができる製造方法、および半導体発光装置を提供する。【解決手段】半導体発光装置の製造方法は、半導体基板１０１上に、複数の柱状部１１０を有する半導体堆積層１５０を形成する工程、柱状部の周囲に樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層１２０を形成する工程、および、ウェハを分離してチップを形成する工程、を含む。そして、柱状部を有する半導体堆積層１５０を形成する工程において、チップの境界領域に所定パターンの分離用半導体層１３０を形成し、埋込み絶縁層１２０を形成する工程において、分離用半導体層１３０の少なくとも上面を露出させ、かつ、チップを形成する工程において、分離用半導体層１３０を用いて前記分離が行われる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、複数の柱状部を有する半導体堆積層を形成する工程、
前記柱状部の周囲に樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層を形成する工程、および、
前記半導体基板および該半導体基板上の層を分離してチップを形成する工程、を含み、
前記柱状部を有する半導体堆積層を形成する工程において、前記チップの境界領域に所定パターンの分離用半導体層を形成し、
前記埋込み絶縁層を形成する工程において、前記分離用半導体層の少なくとも上面を露出させ、かつ、
前記チップを形成する工程において、前記分離用半導体層を用いて前記分離が行われる、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記柱状部および前記分離用半導体層は、前記半導体基板上に半導体堆積層を形成した後、リソグラフィーおよびエッチングによってパターニングされる、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記埋込み絶縁層を形成する工程の後に、所定パターンの電極層を形成する工程を有する、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記電極層は、その端部が前記分離用半導体層と離れて形成される、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記分離用半導体層は、前記チップの境界領域に連続して形成され、該分離用半導体層に沿って前記分離が行われる、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記分離用半導体層は、前記チップの境界領域に不連続に形成され、該分離用半導体層に沿って前記分離が行われる、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記分離用半導体層は、前記チップの境界領域に所定間隔をおいて２本形成され、両者の分離用半導体層の間で前記分離が行われる、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記２本の分離用半導体層の間に、前記埋込み絶縁層と同じ工程で絶縁層が形成される、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記分離用半導体層は、その交差領域において補強部が形成されている、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記補強部は、前記分離用半導体層のコーナに形成された半導体層からなる、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９において、
前記補強部は、前記分離用半導体層の交差領域に形成された絶縁層からなり、該絶縁層は前記埋込み絶縁層と同じ工程で形成される、面発光型の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１２】
半導体基板に垂直な方向に光を出射する面発光型の半導体発光装置であって、
半導体基板上に形成された、柱状部を有する半導体堆積層と、
前記柱状部の周囲に形成された、樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層と、
前記柱状部の上面の少なくも一部および前記埋込み絶縁層の上面の一部に形成された電極層と、
前記半導体基板の縁部に沿って該半導体基板上に形成された分離用半導体層と、を含む面発光型の半導体発光装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記分離用半導体層は、前記柱状部における半導体堆積層と同じ堆積構造を有する、面発光型の半導体発光装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３において、
前記電極層は、その端部が前記分離用半導体層と離れて位置する、面発光型の半導体発光装置。
【請求項１５】
請求項１２ないし１４のいずれかにおいて、
前記分離用半導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って連続して形成されている、面発光型の半導体発光装置。
【請求項１６】
請求項１２ないし１４のいずれかにおいて、
前記分離用半導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って不連続に形成されている、面発光型の半導体発光装置。
【請求項１７】
請求項１２ないし１４のいずれかにおいて、
前記分離用半導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って形成された絶縁層の内側に形成されている、面発光型の半導体発光装置。
【請求項１８】
請求項１２ないし１６のいずれかにおいて、
前記分離用半導体層は、その交差領域において補強部が形成されている、面発光型の半導体発光装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記補強部は、前記分離用半導体層のコーナに形成された半導体層からなる、面発光型の半導体発光装置。
【請求項２０】
請求項１８において、
前記補強部は、前記分離用半導体層の交差領域に形成された絶縁層からなり、該絶縁層は前記埋込み絶縁層と同じ層構造を有する、面発光型の半導体発光装置。
【請求項２１】
請求項１２ないし２０のいずれかにおいて、
前記柱状部は、半導体レーザの共振器の少なくとも一部を構成する、面発光型の半導体発光装置。
【請求項２２】
請求項１２ないし２０のいずれかにおいて、
前記柱状部は、発光ダイオードの少なくとも一部を構成する、面発光型の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光型の半導体レーザまたは発光ダイオードなどの面発光型の半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば面発光型半導体レーザにおいては、共振器を構成する柱状部の周囲をポリイミドなどの樹脂系材料で埋め込んだ構成を有するものが知られている。ところで、このような樹脂系材料からなる埋込み絶縁層を用いた場合には、発光素子が形成されたウェハを分離する際に、以下のような問題を生ずることがある。すなわち、樹脂系材料からなる埋込み絶縁層は、半導体層に比べて粘性が大きく切断しにいため、半導体層の劈開を阻害してスクライブによるウェハの分離を精度よく行いにくい。あるいは、同様の理由で、ダイシングによってウェハを分離する際に、埋込み絶縁層に加えられる外力によって発光素子に悪影響を与えることがある。このようにウェハの分離が良好にできないと、パーティクルの発生、ダイアタッチやダイボンディングの不良、チップの破損などの問題を生じることがある。
【特許文献１】特開平０８−０７０１５４号公報
【特許文献２】特開平１０−２６１８３９号公報
【特許文献３】特開平０７−０９４８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、埋込み絶縁層として樹脂系の材料を用いた半導体発光装置の製造において、ウェハの分離を確実かつ容易に行うことができる製造方法、および半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明にかかる半導体発光装置の製造方法は、
半導体基板上に、複数の柱状部を有する半導体堆積層を形成する工程、
前記柱状部の周囲に樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層を形成する工程、および、
前記半導体基板および該半導体基板上の層を分離してチップを形成する工程、を含み、
前記柱状部を有する半導体堆積層を形成する工程において、前記チップの境界領域に所定パターンの分離用半導体層を形成し、
前記埋込み絶縁層を形成する工程において、前記分離用半導体層の少なくとも上面を露出させ、かつ、
前記チップを形成する工程において、前記分離用半導体層を用いて前記分離が行われる。
【０００５】
本発明にかかる製造方法によれば、前記分離用半導体層を用いることでウェハ（前記半導体基板およびその上に形成された層）の分離を確実かつ容易に行うことができる。
【０００６】
本発明の製造方法は、さらに以下の各態様をとることができる。
【０００７】
（ａ）前記柱状部および前記分離用半導体層は、前記半導体基板上に半導体層を形成した後、リソグラフィーおよびエッチングによってパターニングできる。
【０００８】
（ｂ）前記埋込み絶縁層を形成する工程の後に、所定パターンの電極層を形成する工程を有することができる。そして、前記電極層は、その端部が前記分離用半導体層と離れて形成できる。
【０００９】
（ｃ）前記分離用半導体層は、幾つかの形態をとることができる。
【００１０】
すなわち、前記分離用半導体層は、前記チップの境界領域に連続して形成され、該分離用半導体層に沿ってウェハを分離できる。
【００１１】
また、前記分離用半導体層は、前記チップの境界領域に不連続に形成され、該分離用半導体層に沿ってウェハを分離できる。
【００１２】
さらに、前記分離用半導体層は、前記チップの境界領域に所定間隔をおいて２本形成され、両者の分離用半導体層の間でウェハを分離できる。前記２本の分離用半導体層の間に、前記埋込み絶縁層と同じ工程で絶縁層が形成できる。
【００１３】
（ｄ）前記分離用半導体層は、その交差領域において補強部が形成されることができる。前記補強部は、前記分離用半導体層のコーナに形成された半導体層からなることができる。また、前記補強部は、前記分離用半導体層の交差領域に形成された絶縁層からなり、該絶縁層は前記埋込み絶縁層と同じ工程で形成できる。
【００１４】
本発明にかかる半導体発光装置は、前述した製造方法を反映して以下の構成を有する。すなわち、この半導体発光装置は、半導体基板に垂直な方向に光を出射する面発光型の半導体発光装置であって、
半導体基板上に形成された、柱状部を有する半導体堆積層と、
前記柱状部の周囲に形成された、樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層と、
前記柱状部の上面の少なくも一部および前記埋込み絶縁層の上面の一部に形成された電極層と、
前記半導体基板の縁部に沿って該半導体基板上に形成された分離用半導体層と、を含む。
【００１５】
本発明の半導体発光装置は、さらに以下の各態様をとることができる。
【００１６】
前記分離用半導体層は、前記柱状部における半導体堆積層と同じ工程で形成され、前記柱状部と同じ堆積構造を有することができる。
【００１７】
前記電極層は、その端部が前記分離用半導体層と離れて位置することができる。この構造によって、前記電極層と前記半導体基板との電気的分離を達成できる。
【００１８】
前記分離用半導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って連続して形成できる。また、前記分離用半導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って不連続に形成できる。さらに、前記分離用半導体層は、前記半導体基板の周縁に沿って形成された絶縁層の内側に形成できる。
【００１９】
前記分離用半導体層は、その交差領域において補強部を有することができる。前記補強部は、前記分離用半導体層のコーナに形成された半導体層からなることができる。また、前記補強部は、前記分離用半導体層の交差領域に形成された絶縁層からなり、該絶縁層は前記埋込み絶縁層と同じ層構造を有することができる。
【００２０】
本発明の半導体発光装置は、面発光型の半導体レーザあるいは面発光型の発光ダイオードなどに適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を面発光型半導体レーザに適用した場合の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
（デバイスの構造）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ（以下、「面発光レーザ」という）１００の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２３】
まず、図１および図２に示す面発光レーザ１００の構造について説明する。
【００２４】
面発光レーザ１００は、垂直共振器（以下、「共振器」という）１４０と、この共振器１４０の一部を構成する柱状部１１０と、この柱状部１１０の外周に形成された埋込み絶縁層１２０と、半導体基板１０１の縁部に沿って形成された分離用半導体層１３０とを有する。
【００２５】
具体的には、面発光レーザ１００は、半導体基板１０１、半導体基板１０１上に形成されたｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層１０２および共振器１４０を有する。
【００２６】
共振器１４０は、面発光レーザ１００の共振器として機能すればその構成は特に限定されず、例えば以下の構成をとることができる。
【００２７】
共振器１４０は、バッファ層１０２上に形成され、ｎ型ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した３０ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「下部ミラー」という）１０３、ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓからなるｎ型クラッド層１０４、ＧａＡｓウエル層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される多重井戸構造の活性層１０５、Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層１０６、およびｐ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「上部ミラー」という）１０８、およびｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０９が順次積層されて構成される。
【００２８】
共振器１４０は、必要に応じて、電流狭窄層を有することができる。この電流狭窄層は、例えばｐ型クラッド層１０６と上部ミラー１０８との間に設けることができる。電流狭窄層は、例えば、ｐ型ＡｌＡｓからなる半導体層およびこの半導体層の周囲に形成された絶縁層から構成できる。この絶縁層は、電流狭窄層の周囲から数μｍ程度の領域に形成された絶縁体、例えば酸化アルミニウムによって構成できる。電流狭窄層を設けることにより、上部電極層１１３からの電流を柱状部１１０の中央部分に集中させることができる。
【００２９】
上部ミラー１０８は、Ｚｎがドーピングされることによりｐ型にされ、下部ミラー１０３は、Ｓｅがドーピングされることによりｎ型にされている。したがって、上部ミラー１０８、不純物がドーピングされていない活性層１０５、および下部ミラー１０３により、ｐｉｎダイオードが形成される。
【００３０】
また、共振器１４０のうち面発光レーザ１００のレーザ光出射側からｎ型クラッド層１０４にかけての部分が、レーザ光出射側からから見て円形の形状にエッチングされて柱状部１１０が形成されている。すなわち、柱状部１１０は、共振器１４０の一部であって、柱状の半導体堆積体からなる。なお、本実施の形態では、柱状部１１０の平面形状を円形としたが、この形状は任意の形状をとることが可能である。
【００３１】
面発光レーザ１００においては、柱状部１１０の周囲に埋込み絶縁層１２０が埋め込まれている。すなわち、柱状部１１０の外側面に接触し、かつ下部ミラー１０３の上面を覆うようにして埋込み絶縁層１２０が形成されている。
【００３２】
埋込み絶縁層１２０を形成するための樹脂系の材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、またはエポキシ系樹脂等、熱または光等のエネルギー線照射により硬化する樹脂を用いることができる。
【００３３】
面発光レーザ１００は、その最も外側に、半導体基板１０１の周縁に沿って分離用半導体層１３０が連続して形成されている。本実施の形態では、この分離用半導体層１３０は、柱状部１１０と同じ工程で形成され、したがって、柱状部１１０と同様の層構造を有する。分離用半導体層１３０は、後述するように、面発光レーザ１００の製造方法において、ウェハをチップに分離する工程で、分離を確実に精度よく行うのに役立っている。
【００３４】
また、柱状部１１０および埋込み絶縁層１２０の上面には、所定パターンの上部電極層１１３が形成されている。上部電極層１１３は、その端部が分離用半導体層１３０と離れて位置するパターンを有する。すなわち、分離用半導体層１３０と上部電極層１１３とは、埋込み絶縁層１２０によって電気的に分離されている。上部電極層１１３と分離用半導体層１３０とは、その最短距離が１０μｍ程度であることが望ましい。上部電極層１１３と分離用半導体層１３０とが、少なくともこの程度離れていることで、例えば上部電極層１１３上に形成されるボンディング用のバンプと、分離用半導体層１３０との接触を充分に避けることができる。また、柱状部１１０と分離用半導体層１３０との間にも、埋込み絶縁層１２０が設けられている。
【００３５】
さらに、柱状部１１０上面の中央部には、レーザ光の出射口となる開口部１１６が形成されている。また、半導体基板１０１において、共振器１４０が形成されている側と反対側の面には、下部電極層１１５が形成されている。なお、下部電極層１１５は、後のチップに分離する工程で、分離用半導体層１３０を用いた分離を阻害しないように、少なくとも分離用半導体層１３０が形成された領域に対応する部分には形成されないことが望ましい。
【００３６】
第１の実施の形態にかかる面発光レーザ１００の動作を以下に示す。
【００３７】
上部電極層１１３と下部電極層１１５とで、ｐｉｎダイオードに順方向の電圧を印加すると、活性層１０５において、電子と正孔との再結合が起こり、前記再結合による発光が生じる。そこで生じた光が上部ミラー１０８と下部ミラー１０３との間を往復する際に誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利得が光損失を上まわると、レーザ発振が起こり、上部電極層１１３の開口部から半導体基板１０１に対して垂直方向にレーザ光が出射される。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、後に詳述するように、ウェハの分離が正確に行われるため、共振器１４０の形状安定性が高く、均一な構造の面発光レーザ１００を得ることができる。その結果、本実施の形態の面発光レーザ１００によれば、その形状安定性により、しきい値電流、電流利得、出射パワーなどの点でばらつきが少ない。
【００３９】
（デバイスの製造プロセス）
次に、本実施の形態にかかる面発光レーザ１００の製造方法について、図３〜図８を用いて説明する。図３〜図８は、本実施の形態にかかる面発光レーザ１００の製造方法の工程を模式的に示すウェハ１０００の図である。ここで、ウェハ１０００とは、半導体基板上に各プロセスで形成された層を有するいずれの状態のウェハも含む。
【００４０】
本実施の形態にかかる面発光レーザ１００の製造方法は、以下の工程（ａ）〜（ｃ）を含む。
【００４１】
（ａ）半導体基板１０１上に、複数の柱状部１１０を有する半導体堆積層１５０を形成する工程、
（ｂ）柱状部１１０の周囲に樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層１２０を形成する工程、および、
（ｃ）ウェハ、すなわち半導体基板１０１およびこの半導体基板１０１上の層、を分離してチップを形成する工程。
【００４２】
そして、柱状部１１０を有する半導体堆積層１５０を形成する工程において、チップの境界領域に所定パターンの分離用半導体層１３０を形成する。また、埋込み絶縁層１２０を形成する工程において、分離用半導体層１３０の少なくとも上面を露出させる。さらに、チップを形成する工程において、分離用半導体層１３０を用いてチップの分離が行われる。
【００４３】
以下、本実施の形態の製造方法を、図面を参照してより具体的に説明する。
【００４４】
（ａ）図４に示されるｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１０１の表面に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、半導体堆積層１５０を形成する。ここで、半導体堆積層１５０は、図２に示したように、ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層１０２、ｎ型ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ0 .15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した下部ミラー１０３、ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓからなるｎ型クラッド層１０４、ＧａＡｓウエル層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される多重井戸構造の活性層１０５、Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層１０６、ｐ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した上部ミラー１０８、およびｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０９を有する。また、半導体基板１０１の表面とは、半導体基板１０１において、後の工程で共振器１４０を形成する側の面をいう。
【００４５】
エピタキシャル成長を行う際の温度は、半導体基板１０１の種類、あるいは形成する半導体堆積層１５０の種類や厚さによって適宜決定されるが、一般に、６００℃〜８００℃であるのが好ましい。また、エピタキシャル成長を行う際の所要時間も、温度と同様に適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法としては、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法や、ＭＢＥ法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＬＰＥ法（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）を用いることができる。
【００４６】
ついで、図３および図４に示すように、半導体堆積層１５０をパターニングして、共振器１４０（図２参照）の一部を構成する柱状部１１０と、分離用半導体層１３０とを形成する。図３は、ウェハ１０００の平面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００４７】
具体的には、半導体堆積層１５０に、フォトレジスト（図示しない）を塗布した後フォトリソグラフィにより該フォトレジストをパターニングすることにより、所定のパターンのレジスト層（図示しない）を形成する。ついで、このレジスト層をマスクとしてドライエッチング法により、半導体堆積層１５０の上部（図２に示す、コンタクト層１０９、上部ミラー１０８、ｐ型クラッド層１０６、活性層１０５、およびｎ型クラッド層１０４に相当する層）をエッチングして、柱状の半導体堆積体からなる複数の柱状部１１０と、各柱状部１１０を囲むように連続する分離用半導体層１３０とを形成する。本実施の形態では、分離用半導体層１３０は、図３に示すように、チップの境界領域に沿って形成され、矩形状リングの形態を有する。図３において、破線１１００は、チップを形成する際の分離線を示す。
【００４８】
次いで、必要に応じて電流狭窄層を形成する。
【００４９】
具体的には、例えばｐ型クラッド層１０６と上部ミラー１０８との間に形成されたｐ型ＡｌＡｓ層を、４００℃程度の水蒸気雰囲気下にさらす。この工程により、ＡｌＡｓ層がその露出面から内側へと酸化されていき、絶縁体である酸化アルミニウムが形成される。すなわち、ｐ型ＡｌＡｓ層の外周部が酸化されて、ｐ型ＡｌＡｓ層の外周に酸化アルミニウムからなる電流狭窄層が形成される。
【００５０】
（ｂ）ついで、図５および図６に示すように、樹脂系材料からなる埋込み絶縁層１２０を形成する。
【００５１】
具体的には、まず、樹脂の液状物または樹脂前駆体の液状物をウェハ１０００上に塗布した後、乾燥させる。塗布の方法としては、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法等の公知技術が利用できる。
【００５２】
次に、ウェハ１０００上の樹脂原料に熱または光等のエネルギー線を照射して、埋込み絶縁層１２０を硬化させる。続いて、埋込み絶縁層１２０の上部の樹脂層を除去して、柱状部１１０および分離用半導体層１３０の上面を露出させる。樹脂層の除去方法としては、フォトリソグラフィを用いて樹脂をパターニングする方法、ドライエッチングを用いたエッチバック方法、ＣＭＰ法、感光性樹脂材料を用いてフォトリソグラフィーによってパターニングする方法、樹脂層をウエットエッチングによって除去するデベロップ・ディップ法など、公知の方法を利用できる。
【００５３】
以上の工程により、柱状部１１０と分離用半導体層１３０との相互間に、埋込み絶縁層１２０を形成できる。
【００５４】
上記工程で用いる樹脂の液状物または樹脂前駆体の液状物としては、熱や光等のエネルギー線を照射することにより硬化する樹脂を用いる。樹脂の液状物としては、例えば、ポリアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂を挙げることができる。また、樹脂前駆体の液状物としては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。
【００５５】
ポリイミド系樹脂としては、例えば、ポリアミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステルなどを挙げることができる。樹脂前駆体の液状物としてポリイミド系樹脂を用いる場合には、ポリイミド前駆体の液状物をウェハ上に塗布した後加熱処理することによりイミド化反応が起こり、ポリイミド系樹脂が形成される。前記加熱処理の温度は、ポリイミド前駆体の種類によって異なるが、１５０〜４００℃が適当である。
【００５６】
また、樹脂の液状物としてポリアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂を用いる場合、紫外線硬化型のポリアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。紫外線硬化型樹脂は、紫外線照射のみで硬化することができるため、熱により素子が損傷する等の問題が生じることはない。
【００５７】
（ｃ）図７および図８に示すように、上部電極層１１３および下部電極層１１５を形成する。図７は、ウェハ１０００の平面図であり、図８は、図７のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００５８】
具体的には、例えば真空蒸着法により、柱状部１１０および埋込み絶縁層１２０の上面に、金または亜鉛から構成される合金層を形成した後、フォトエッチングを用いて合金層をパターニングすることにより、開口部１１６を形成する。以上の工程により、上部電極層１１３が形成される。続いて、半導体基板１０１の裏面（半導体基板１０１において共振器１４０を形成する面と反対側の面）に、例えば真空蒸着法により、金およびゲルマニウムから構成される合金層を形成した後、フォトエッチングを用いて合金層をパターニングすることにより、下部電極層１１５が形成される。
【００５９】
（ｄ）ついで、図７に示すように、分離用半導体層１３０上に想定された分離線１１００に沿ってウェハ１０００を分離することにより、面発光レーザ１００のチップを形成する。
【００６０】
ウェハの分離の方法としては、化合物半導体の劈開を利用して分離するスクライブ法およびダイシングの少なくとも一方を用いることができる。スクライブ法としては、全面スクライブおよび端面スクライブのいずれも用いることができる。本実施の形態では、分離線１１００が設定されるチップの境界領域の全域において分離用半導体層１３０が露出しているため、分離線１１００に沿ってダイヤモンドスクライバなどによってキズを形成することで、スクライブ法によって確実にウェハ１０００を分離してチップを形成できる。
【００６１】
以上のプロセスを経て、図１および図２に示される面発光レーザ１００が得られる。
【００６２】
本実施の形態にかかる面発光レーザ１００の製造方法によれば、ウェハ１０００の分離工程で、ウェハ１０００の分離部分、すなわちチップの境界領域に樹脂系の材料からなる層が存在せず、分離用半導体層１３０のみが存在する。その結果、ウェハ１０００の分離を確実かつ容易に行うことができる。また、分離用半導体層１３０は、半導体基板１０１と同様に劈開が可能であるので、上記（ｄ）で記載したように、ウェハ１０００の分離手段として、スクライブ法を用いることができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、ウェハ１０００を面発光レーザ１００のチップに分離する際にダイシングを用いることができる。この場合、ダイシングソーの削りしろとなる部分には分離用半導体層１３０のみが存在し、樹脂絶縁層がない。このため、樹脂によるダイシングソーへの汚染がなく、また、パーティクルも樹脂系の粒子がないため容易に洗浄できる。
【００６４】
［第２の実施の形態］
図９および図１０は、本実施の形態にかかる面発光レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図である。これらの図は、第１の実施の形態を示す図７に対応する。
【００６５】
本実施の形態にかかる面発光レーザ２００，３００は、分離用半導体層１３０が不連続に形成されている点で、第１の実施の形態にかかる面発光レーザ１００と異なる。この点以外は、基本的に第１の実施の形態と同様であるので、実質的に同じ機能を有する部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６６】
図９に示す、面発光レーザ２００を有するウェハ１０００においては、チップの境界領域に沿って分離用半導体層１３０が形成されている。この分離用半導体層１３０は、分離線１１００に沿って離れて配置された部分半導体層１３２から構成される。図示の例では、部分半導体層１３２は、ライン状の半導体層を分割した状態で形成され、部分半導体層１３２の間には、埋込み絶縁層１２０と連続する絶縁層１２２が設けられている。
【００６７】
分離用半導体層１３０を構成する部分半導体層の形態は、図９に示したものに限定されず、各種の形態をとることができる。例えば、図１０に示す、面発光レーザ３００を有するウェハ１０００においては、分離用半導体層１３０は、分離線１１００に沿って離れて配置されたドット状の部分半導体層１３４から構成される。
【００６８】
これらの面発光レーザ２００，３００を有するウェハ１０００においても、第１の実施の形態にかかる面発光レーザ１００と同様の作用効果を有する。すなわち、分離線１１００に沿って、半導体基板１０１、分離用半導体層１３０および絶縁層１２２を分離することにより、面発光レーザ２００，３００のチップを確実かつ容易に形成することができる。
【００６９】
本実施の形態においては、分離線１１００に沿って樹脂系の絶縁層１２２が不連続に存在するが、絶縁層１２２の大きさや配置を適正に設定することで、ウェハ１０００の分離を阻害しないようにできる。また、絶縁層１２２が存在することで、隣り合う面発光レーザの境界領域での埋込み絶縁層１２０の膜厚を均一にでき、素子のバラツキを少なくできる。
【００７０】
ウェハ１０００の分離の方法としては、第１の実施の形態と同様に、化合物半導体の劈開を利用して分離するスクライブ法、およびダイシングの少なくとも一方を用いることができる。この場合、端面スクライブ法を用いると、ウェハ１０００の分離を最も確実に行うことができる。
【００７１】
本実施の形態にかかる面発光レーザ２００，３００では、縁部において、分離後の部分半導体層１３２，１３４が不連続に配列した構造を有する。
【００７２】
［第３の実施の形態］
図１１は、本実施の形態にかかる面発光レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図であり、図１２は、図１１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図１１は、第１の実施の形態を示す図７に対応する。
【００７３】
本実施の形態にかかる面発光レーザ４００は、分離用半導体層の構成が第１の実施の形態にかかる面発光レーザ１００と異なる。この点以外は、基本的に第１の実施の形態と同様であるので、実質的に同じ機能を有する部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７４】
図１１および図１２に示す、面発光レーザ４００を有するウェハ１０００においては、チップの境界領域に沿って２本の分離用半導体層１３０ａ，１３０ｂが形成されている。分離用半導体層１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ連続している。そして、分離用半導体層１３０ａと分離用半導体層１３０ｂとの間には、絶縁層１２０ａが形成されている。絶縁層１２０ａは、埋込み絶縁層１２０と同じ工程で形成される。
【００７５】
本実施の形態では、ウェハ１０００は、分離線１１００に沿って絶縁層１２０ａをダイシングで切断することによってチップに分離できる。絶縁層１２０ａは、分離用半導体層１３０ａ，１３０ｂによって区画されているため、絶縁層１２０ａにダイシングによってある程度圧力がかかっても分離用半導体層１３０ａ、１３０ｂによって外力を分散できる。そのため、面発光レーザ４００の特性に悪影響を与えることなく、ダイシングによってウェハ１０００を分離できる。
【００７６】
本実施の形態にかかる面発光レーザ４００では、縁部において、分離後の絶縁層１２０ａと、その内側に分離用半導体層１３０ａもしくは１３０ｂが連続して配置された構造を有する。
【００７７】
［第４の実施の形態］
図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態の要部を示す部分平面図である。
【００７８】
本実施の形態にかかる面発光レーザは、分離用半導体層の構成が第１の実施の形態にかかる面発光レーザと異なる。この点以外は、基本的に第１の実施の形態と同様であるので、実質的に同じ機能を有する部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７９】
本実施の形態では、分離線１１００が交差する領域における分離用半導体層１３０を補強した構造を有する。
【００８０】
例えば、図１３（Ａ）に示す例においては、分離用半導体層１３０の交差領域において、分離線１１００の一方に対して対称的に１対の半導体層からなる隅部１３０ｃ，１３０ｃが形成されている。この隅部１３０ｃは、分離用半導体層１３０と同じ工程でパターニングされる。このような隅部１３０ｃを形成することで、分離用半導体層１３０のコーナが補強される。その結果、分離線１１０に沿ってウェハ１０００を分離する際に、チップのコーナが欠けにくくなる。図示の例では、例えば、縦方向の分離線１１００に沿って分離した後、横方向の分離線１１００に沿ってその矢印方向に分離するとこの効果を発揮しやすい。
【００８１】
図１３（Ｂ）に示す例においては、分離用半導体層１３０の交差領域の一部に、絶縁層１２４を形成している。この絶縁層１２４は、樹脂系材料からなる埋込み絶縁層１２０と同じ工程で形成され、半導体より割れにくいため、分離用半導体層１３０を分離する際にチップのコーナが欠けにくくなる。絶縁層１２４は、図示の例では、円形の平面形状を有するが、絶縁層１２４の平面形状はこれに限定されない。
【００８２】
同様に、図１３（Ｃ）に示す例においては、分離用半導体層１３０の交差領域に、絶縁層１２６を形成している。この絶縁層１２６は、樹脂系材料からなる埋込み絶縁層１２０と同じ工程で形成され、半導体より割れにくいため、分離用半導体層１３０を分離する際にチップのコーナが欠けにくくなる。
【００８３】
本実施の形態の構造は、基本的に本発明の面発光レーザに適用でき、例えば、第１および第２の実施の形態に適用できる。
【００８４】
以上述べた本実施の形態においては、半導体基板１０１にｎ型バッファ層１０２からｐ型コンタクト層１０９までを順次形成しているが、これらは導電型が逆でもよい。すなわち、図２に示す共振器１４０において、バッファ層１０２は、ｐ型ＧａＡｓ、下部ミラー１０３はｐ型ＡｌＡｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した層、クラッド層１０４はｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層、クラッド層１０６はｎ型Ａｌ0.5Ａｓからなるｎ型クラッド層、上部ミラー１０８はｎ型Ａｌ0.85Ｇａ0.15Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した層、およびコンタクト層１０９はｎ型ＧａＡｓ、であってもよい。この場合は、共振器として形成される柱状部が前述したものより低抵抗となる。
【００８５】
導電型を逆にして共振器１４０を形成した場合には、後の工程で形成する上部電極１１３および下部電極１１５の極性も逆になる。すなわち、上部電極としては、たとえば、金およびゲルマニウムから構成される合金層を用いて形成し、また、下部電極としては同じく金または亜鉛から構成される合金層を用いて形成される。
【００８６】
また、下部ミラー１０３と上部ミラー１０８におけるＡｌとＧａの組成比はこれに限定されるものではなく、目的とするレーザ光の波長によって適宜最適な設計を行って組成を決定することができる。
【００８７】
以上、本発明を面発光レーザに適用した例について述べたが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨の範囲内で各種の態様をとりうる。例えば、本発明は、半導体層からなる柱状部と樹脂系の材料からなる埋込み絶縁層を有する面発光型の半導体発光装置に適用でき、面発光レーザのみならず、面発光型の発光ダイオードにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザを模式的に示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、本発明の第４の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の一工程を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１００、２００、３００、４００  面発光型半導体レーザ（面発光レーザ）、  １０１  半導体基板、  １０２  バッファ層、  １０３  下部ミラー、  １０４  ｎ型クラッド層、  １０５  活性層、  １０６  ｐ型クラッド層、  １０８  上部ミラー、  １０９  コンタクト層、  １１０  柱状部、  １１３  上部電極、  １１５  下部電極、  １１６  開口部、  １２０  埋込み絶縁層、  １２０ａ  絶縁層、  １３０，１３０ａ，１３０ｂ  分離用半導体層、  １３２，１３４  部分半導体層、  １４０  共振器、  １５０  半導体堆積層、  １０００  ウェハ、  １１００  分離線
【図１】
2007173851.tif 000003
【図２】
2007173851.tif 000004
【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】
2007173851.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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