(57)【要約】【課題】平滑度に優れた共振器端面を備える半導体レーザ素子を得ることができる製造方法を提供する。【解決手段】基板と、前記基板の上に活性層を含む複数の窒化物半導体層が積層された半導体積層体と、を有する半導体ウエハを準備する工程と、前記基板に、亀裂起点部と、前記亀裂起点部から発生する亀裂と、を形成する工程と、前記亀裂の平面視形状から推定される前記半導体ウエハの劈開面と平行な方向に伸びる劈開基準部を形成する工程と、前記劈開基準部と平行な方向に前記半導体ウエハを劈開し、共振器端面を得る工程と、備える半導体レーザ素子の製造方法。【選択図】図３
2017055068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体からなる基板と、前記基板の上に活性層を含む複数の窒化物半導体層が積層された半導体積層体と、を有する半導体ウエハを準備する工程と、
前記基板に、亀裂起点部と、前記亀裂起点部から発生する亀裂と、を形成する工程と、
前記亀裂の平面視形状から推定される前記半導体ウエハの劈開面と平行な方向に伸びる劈開基準部を形成する工程と、
前記劈開基準部と平行な方向に前記半導体ウエハを劈開し、共振器端面を得る工程と、
を備える半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記劈開基準部を形成する工程において、前記半導体ウエハを割断することにより前記劈開基準部を形成する請求項１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項３】
前記亀裂起点部及び前記亀裂を形成する工程において、前記亀裂起点部及び前記亀裂は、前記半導体ウエハの外縁近傍の領域に形成する請求項１又は２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
前記劈開基準部を形成する工程において、前記亀裂起点部及び前記亀裂を形成した領域を切り離すように前記半導体ウエハを割断することにより前記劈開基準部を形成する請求項３に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記亀裂起点部及び前記亀裂を形成する工程において、前記半導体ウエハの内部にパルスレーザ光を集光することにより、前記亀裂起点部である複数のレーザ加工部と前記レーザ加工部の間を繋ぐ前記亀裂とを形成する請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項６】
前記亀裂起点部及び前記亀裂を形成する工程において、前記亀裂は、平面視において、前記パルスレーザ光の始点側のレーザ加工部から、前記パルスレーザ光の終点側のレーザ加工部を最短距離で結ぶ方向とは異なる第１方向に進行し、その後、前記第１方向とは異なる第２方向に屈曲することで前記終点側のレーザ加工部に到達する請求項５に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記劈開基準部を形成する工程において、前記第１方向と平行な方向に伸びる前記劈開基準部を形成する請求項６に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記劈開基準部を形成する工程の後であって前記共振器端面を得る工程の前に、前記半導体ウエハにｐ電極を形成する工程と、前記半導体ウエハにｎ電極を形成する工程と、をさらに備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
前記劈開基準部を形成する工程の後であって前記共振器端面を得る工程の前に、前記半導体ウエハの前記半導体積層体側に前記劈開基準部を基準としてアライメントマークを形成する工程をさらに備え、
前記ｐ電極を形成する工程において、前記半導体ウエハの前記半導体積層体側に、前記アライメントマークを位置合わせの基準として前記ｐ電極を形成する請求項８に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体ウエハを準備する工程において、前記基板としてＧａＮ基板を準備し、前記ＧａＮ基板の上にＩＩＩ族窒化物半導体からなる前記半導体積層体を成長させる請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子を製造するための基板としては、Ｘ線回折等を用いて所望の結晶方位を判別することによりオリエンテーションフラット（ＯＦ）を形成した基板が知られている（特許文献１、２参照）。このような基板の上に半導体層及び電極等を形成し、劈開等により個片化することにより半導体レーザ素子を製造する。劈開を行う際には、例えば、劈開補助用の溝等をウエハに形成することにより行うが、この溝等により割断しようとする方向は基板の劈開面と必ずしも一致しない。このため、劈開面に沿った方向でなくても概ね直線状に割断できるよう割断方向を補正する方法が提案されている（例えば特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２２２７９８号公報
【特許文献２】特開２００６−２９０６７７号公報
【特許文献３】ＷＯ２００７／０７４６８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、割断の方向を劈開面と異なる方向に補正すると蛇行して割断することになり、割断面に段差が生じ易い。段差が半導体レーザ素子の共振器端面となる部分に発生すると、十分なレーザ特性を得ることは難しい。
【０００５】
劈開補助用の溝等により割断しようとする方向が劈開面と一致しない主な原因はＯＦである。ウエハ状態で行う工程は通常、ＯＦを基準として行うか、もしくはＯＦを基準として形成したアライメントマーク等を基準として行う。すなわち、ＯＦが劈開面の方向を正確に示している（例えば、ＯＦ面が劈開面と平行な面である）という前提の下で電極等を形成し、割断しようとする方向を決定する。したがって、ＯＦが示す方向が劈開面からずれれば割断方向もずれる。このようなズレは、ＯＦ形成時に生じるほか、ＯＦ形成後に半導体層成長工程を経ることによっても生じる。すなわち、半導体層成長工程では、前準備として基板の洗浄を行うことがあり、これによってＯＦの角が丸められることがある。また、半導体層は基板の上面のみならず側面にも成長するが、側面の半導体層の厚みは均一になり難く、ＯＦの側面に不均一な厚みの半導体層が付着した状態となる。このため、半導体層を成長させる前に存在するＯＦは劈開する場合の基準とし難い。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、以下の発明を含む。
窒化物半導体からなる基板と、前記基板の上に活性層を含む複数の窒化物半導体層が積層された半導体積層体と、を有する半導体ウエハを準備する工程と、
前記基板に、亀裂起点部と、前記亀裂起点部から発生する亀裂と、を形成する工程と、
前記亀裂の平面視形状から推定される前記半導体ウエハの劈開面と平行な方向に伸びる劈開基準部を形成する工程と、
前記劈開基準部と平行な方向に前記半導体ウエハを劈開し、共振器端面を得る工程と、
を備える半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
上記の製造方法によれば、高精度の劈開基準部を半導体積層体を設けた後に形成することができるため、半導体ウエハの劈開面に一致した方向に劈開し易い。これにより、平滑度に優れた共振器端面を備えた半導体レーザ素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する模式的な平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線における断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する模式的な平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの一部拡大図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する模式的な平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する模式的な平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する模式的な平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５ＡのＢ−Ｂ線における断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する模式的な平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する模式的な平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７ＡのＣ−Ｃ線における断面図である。
【図８】図８は、変形例を説明する模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本件発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための方法を例示するものであって、本発明を以下の実施形態に特定するものではない。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
【００１０】
図１Ａから図７Ｂは本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する模式図である。図１Ａ、図２Ａ、図３、図４、図５Ａは半導体ウエハ１の上面図であり、図６は半導体ウエハ１を劈開して得るバー状の小片の上面図であり、図７Ａは半導体レーザ素子１００の上面図である。図２Ｂは半導体ウエハ１の一部を拡大した図である。図１Ｂは図１ＡのＡ−Ａ線における断面図である。図５Ｂは図５ＡのＢ−Ｂ線における断面図である。図７Ｂは図７ＡのＣ−Ｃ線における断面図である。
【００１１】
図１Ａから図７Ｂに示すように、本実施形態に係る半導体レーザ素子１００の製造方法は、窒化物半導体からなる基板と、基板の上に活性層を含む複数の窒化物半導体層が積層された半導体積層体と、を有する半導体ウエハを準備する工程と、基板に、亀裂起点部と、亀裂起点部から発生する亀裂と、を形成する工程と、亀裂の平面視形状から推定される半導体ウエハの劈開面と平行な方向に伸びる劈開基準部を形成する工程と、劈開基準部と平行な方向に半導体ウエハを劈開し、共振器端面を得る工程と、備える。以下、詳細に説明する。
【００１２】
（半導体ウエハ準備工程）
まず、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、半導体ウエハ１を準備する。半導体ウエハ１は、基板１０と、その上に形成された半導体積層体２０と、を有する。基板１０と半導体積層体２０はともに窒化物半導体からなるため、半導体積層体２０の劈開面と基板１０の劈開面は実質的に一致する。
【００１３】
基板１０として例えばＧａＮ基板を準備する。ウルツ鉱構造を有するＧａＮの劈開面はｍ面（｛１０−１０｝面）である。本実施形態の基板１０は上面がｃ面（例えば（０００１）面）であり、劈開面であるｍ面は上面と垂直な面である。なお、基板１０の上面はオフ角を有していてもよい。オフ角は例えば±約０．０３〜１°の範囲内である。基板１０は例えば平面視において直径２インチの円形状である。なお、後述する図８に示すようにオリエンテーションフラット（ＯＦ）を有する基板１０を用いて、その上に半導体積層体２０を形成してもよい。
【００１４】
半導体積層体２０は、基板１０と同様に、上面（基板１０とは反対側の面）がｃ面であり、劈開面であるｍ面は上面と垂直な面である。半導体積層体２０は、ＩＩＩ族窒化物半導体からなることが好ましい。ＩＩＩ族窒化物半導体はＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ等である。半導体積層体２０は、少なくとも活性層２２を有し、例えば基板１０側から順に、ｎ側窒化物半導体層２１、活性層２２、ｐ側窒化物半導体層２３を有する（図７Ｂ参照）。ｎ側窒化物半導体層２１はｎ型窒化物半導体層を含み、アンドープの層を含んでもよい。ｐ側窒化物半導体層２３はｐ型窒化物半導体層を含み、アンドープの層を含んでもよい。活性層２２は窒化物半導体からなり、多重量子井戸構造または単一量子井戸構造とすることができる。半導体積層体２０は、例えば、基板１０側から順に、ｎ側クラッド層、ｎ側光ガイド層、活性層２２、ｐ側電子閉じ込め層、ｐ側光ガイド層、ｐ側クラッド層、ｐ側コンタクト層を有する。
【００１５】
（亀裂起点部及び亀裂形成工程）
次に、図２Ａに示すように、亀裂起点部３１と、亀裂起点部３１から発生する亀裂３２と、を形成する。半導体ウエハ１は劈開性を有するため、亀裂３２は半導体ウエハ１の劈開面と平行な方向に走り易い。これを利用して、半導体ウエハ１の劈開面と平行な方向を特定することが可能である。なお、本明細書において半導体ウエハ１の劈開面（劈開性）とは、基板１０及び半導体積層体２０の劈開面（劈開性）を指す。
【００１６】
亀裂起点部３１及び亀裂３２は、半導体ウエハ１の外縁近傍の領域に形成することが好ましい。亀裂起点部３１及び亀裂３２が形成された部分は半導体レーザ素子１００の形成に適さない。このため、亀裂起点部３１及び亀裂３２の形成は、通常、半導体レーザ素子１００の形成に使用しない半導体ウエハ１の外縁近傍の領域に行うことが好ましい。これにより、半導体レーザ素子１００を形成可能な領域の面積減を抑制することができる。一方で、基板１０は、内側に比べて外周部の結晶性が十分でない可能性があり、この場合、外周付近に発生した亀裂３２からは劈開面の推定が困難であると考えられる。このため、亀裂起点部３１及び亀裂３２は、半導体ウエハ１の外縁近傍であり、且つ、半導体レーザ素子１００が形成可能な程度に良好な結晶性を有する領域に形成することが好ましい。亀裂３２は外縁に到達してもよいが、外周部の結晶性が十分でない場合は外周部に生じた亀裂３２を劈開面の推定に使うことはできないため、図８に示すように外縁に到達しない位置に亀裂３２を形成する方が効率的であると考えられる。
【００１７】
一例を図２Ｂに示す。図２Ｂにおいて、複数の亀裂起点部３１が一方向に並ぶように形成されおり、亀裂起点部３１間を繋ぐように亀裂３２が生じている。亀裂３２の伸展は図中の矢印の向きに従って進む。亀裂３２は、まず始点側の亀裂起点部３１ａから劈開面に沿って直線状に伸び（第一部分３２ａ）、その後、終点側の亀裂起点部３１ｂに引き寄せられて終端する（第二部分３２ｂ）。すべての亀裂起点部３１間でこれが繰り返される。この場合、第一部分３２ａの伸展方向が半導体ウエハ１の劈開面と平行な方向であると推定することができる。
【００１８】
亀裂起点部３１及び亀裂３２は、種々の方法により形成することができる。例えば、半導体ウエハ１の内部にパルスレーザ光を集光することにより、亀裂起点部３１である複数のレーザ加工部と、レーザ加工部の間を繋ぐ亀裂３２と、を形成する。この加工に用いるパルスレーザ光は、半導体ウエハ１を透過する波長を有し、且つ、多光子吸収等によって半導体ウエハ１の内部にレーザ加工部を形成可能なパルス幅等に設定されたレーザ光である。このようなパルスレーザ光を用いて複数のレーザ加工部を形成することにより、亀裂３２を外力不要で生じさせることができるという利点がある。外力を加えれば、半導体ウエハ１が完全に割断されることがあり、完全に割断されれば半導体ウエハ１の有効面積が減少する。外力不要であればこれを避けることができるため、半導体ウエハ１の有効面積、すなわち半導体レーザ素子を形成可能な領域の面積の減少を抑制することができる。また、この方法であれば亀裂３２を半導体ウエハ１の外縁に到達しない位置に形成することが可能である。
【００１９】
半導体ウエハ１の表面から亀裂３２を観察できることが好ましい。具体的には、レーザ加工部の間隔を亀裂３２が自然に発生する程度に短くし、且つ、パルスレーザ光の焦点位置の深さを亀裂３２が自然に半導体ウエハ１の表面に達する程度の深さに設定することが好ましい。この場合の亀裂３２は半導体ウエハ１の両面に達する必要はなく、一方の面のみに達する程度でよい。亀裂３２が到達する半導体ウエハ１の表面は、半導体積層体２０の上面であることが好ましい。亀裂３２の平面視形状の観察は亀裂３２が到達した側からの方が行い易く、また、劈開基準部４０の形成も亀裂３２の観察と同じ側から行うことが劈開面との一致度合を高めるために好ましい。そして、リッジ等を形成する際には、劈開基準部４０の形成側から劈開基準部４０を確認して位置合わせをすることでより高精度に形成することができる。すなわち、亀裂３２が到達する面の方が、その反対側の面よりも高精度にリッジ等を形成し易い。したがって、半導体レーザ素子を構成するために加工等が必要な半導体積層体２０の上面を亀裂３２が到達する面とすることが好ましい。これにより、後述する劈開工程を実際の劈開面とほぼ一致する方向で行うことができるだけでなく、後に行う劈開工程で得られる劈開面とリッジ等の位置関係をより確実なものとすることができる。複数のレーザ加工部は、例えば半導体ウエハ１の内部において同程度の深さで一列に並ぶように形成する。
【００２０】
亀裂３２は、平面視において、パルスレーザ光の始点側のレーザ加工部から、パルスレーザ光の終点側のレーザ加工部を最短距離で結ぶ方向とは異なる第１方向に進行し、その後、第１方向とは異なる第２方向に屈曲することで終点側のレーザ加工部に到達することが好ましい。始点側のレーザ加工部から第１方向に進行する直線状の部分を有することにより、第１方向が半導体ウエハ１の劈開面と平行な方向であると推定することができる。
【００２１】
また、亀裂起点部３１及び亀裂３２を形成する他の方法としては、亀裂起点部３１として半導体ウエハ１に凹部を形成し、この凹部を起点として半導体ウエハ１を劈開することにより亀裂３２を形成することが挙げられる。劈開は、外力を加えることにより行う。劈開により半導体ウエハ１を完全に割断してもよく、この場合の亀裂３２の形状はすなわち割断面の形状である。凹部は、基板１０の下面側に形成してもよいが、半導体積層体２０の上面側に形成することが好ましい。劈開の起点に近い部分の方が半導体ウエハ１の劈開面との一致度合の高い面となり易いため、亀裂３２の形状観察は劈開の起点となる凹部が形成された側から行うことが好ましい。上述のパルスレーザ光を用いる場合と同様、凹部形成面側の方がその反対面側よりもリッジ等を高精度に形成し易いためである。凹部は、エッチングにより形成してもよく、半導体ウエハ１の表面にレーザ光を照射することにより形成してもよく、これらの組み合わせでもよい。なお、凹部を起点として半導体ウエハを劈開するという方法は、共振器端面を得るための割断手段として知られている。共振器端面を得る方法と同様の方法を用いて亀裂３２を形成してよい。
【００２２】
凹部は１つ又は複数である。凹部が１つである場合は、劈開が行い易いよう、一方向に延伸した溝状の凹部が好ましい。凹部は複数個を一方向に沿って設けることが好ましく、これにより劈開により割断される方向を制御することができる。凹部を複数形成する場合、亀裂３２は、平面視において、凹部を起点とする劈開の始点側の凹部から、終点側の凹部を最短距離で結ぶ方向とは異なる第１方向に進行し、その後、第１方向とは異なる第２方向に屈曲することで終点側の凹部に到達することが好ましい。これにより、第１方向が半導体ウエハ１の劈開面と平行な方向であると推定することができる。
【００２３】
なお、図２Ｂに示す第一部分３２ａのような始点側の亀裂起点部３１ａから直線状に伸展する部分がない、あるいは判別が困難である場合は、亀裂３２が異なる方向に伸展するように設定して亀裂起点部３１及び亀裂３２を再度形成すればよい。２回目以降に形成する亀裂３２は、その形状が観察しやすいように、形成済みの亀裂３２から離間した位置に形成することが好ましい。亀裂起点部３１もそのように形成することが好ましい。亀裂３２の伸展の向きを変更するためには、亀裂起点部３１の大きさ、間隔、配置方向等を変更すればよい。複数の亀裂起点部３１が並ぶ方向と半導体ウエハ１の劈開面とのズレが小さいほど、第一部分３２ａのような直線状に伸展する部分が得られ易いと考えられる。このため、劈開面からのズレが最大となる方向を避けて亀裂起点部３１を形成することが好ましい。劈開面からのズレが最大となる方向は半導体ウエハ１のａ面（｛１１−２０｝面）と平行な方向であるから、亀裂起点部３１は半導体ウエハ１のａ面と交差する方向に沿って配置することが好ましい。
【００２４】
図８に示すように、基板１０がＯＦ９を有する場合は、ＯＦ９を手掛かりとして亀裂起点部３１を形成することができる。例えばＯＦ９が基板１０の劈開面とほぼ平行に形成されているのであれば、ＯＦ９とほぼ平行な方向に沿って亀裂起点部３１を配置すればよい。これにより、亀裂３２の走る方向と半導体ウエハ１の劈開面とのズレを小さくでき、亀裂起点部３１及び亀裂３２を形成する回数を抑えることができる。また、この場合、亀裂３２を形成する領域はＯＦ９以外の外縁近傍、すなわち半導体ウエハ１の外縁のうち円弧状の部分の近傍であることが好ましい。亀裂３２をＯＦ９以外の外縁近傍に形成することで、ＯＦ９近傍に形成する場合よりも半導体レーザ素子を作成しない領域の面積を低減することができる。例えば図８に示すように、半導体ウエハ１の中心を挟んでＯＦ９と反対の側に亀裂起点部３１及び亀裂３２を形成する。
【００２５】
（劈開基準部形成工程）
次に、図３に示すように、亀裂３２の平面視形状から推定される半導体ウエハ１の劈開面と平行な方向に伸びる劈開基準部４０を形成する。劈開面と平行な方向を推定する手法は上述のとおりである。劈開基準部４０は、例えば上述の第１方向と平行な方向に伸びる形状で形成する。
【００２６】
劈開基準部４０は、後述する共振器端面等を得るための基準として使用可能な目印である。具体的には、推定した劈開面と平行な方向に半導体ウエハ１を割断すること、又は、推定した劈開面と平行な方向に伸びる溝を半導体ウエハ１に形成することが挙げられる。半導体ウエハ１を割断することにより劈開基準部４０（劈開基準面）を形成すれば、劈開基準部４０をＯＦと同様に取り扱うことができるという利点がある。例えばＯＦを基準としてマスクの位置合わせをするように、劈開基準部４０を基準としてマスクの位置合わせをすることができる。劈開基準部４０は、劈開基準部４０の示す方向が正確に読み取れる程度の大きさを有することが好ましい。長さ１ｍｍ以上であれば劈開基準部４０の示す方向を誤認識することが避け易いと考えられる。劈開基準部４０をＯＦと同様に使用する場合は、大きさもＯＦと同程度とすることが好ましい。例えば直径２インチの半導体ウエハ１に対して劈開基準部４０の長さは１０ｍｍ以上であることが好ましい。また、半導体ウエハ１の有効領域を十分に確保するためには、劈開基準部４０の長さは半導体ウエハ１の直径の半分以下であることが好ましい。
【００２７】
また、図３に示すように、亀裂起点部３１及び亀裂３２を形成した領域を切り離すように半導体ウエハ１を割断することにより劈開基準部４０を形成することが好ましい。上述のとおり亀裂起点部３１及び亀裂３２を形成した領域は半導体レーザ素子１００の形成に適さない。このため、割断により劈開基準部４０を形成するのであれば、切り離す部分にこのような領域を含めることが好ましい。割断により劈開基準部４０を形成する場合は、上述の凹部を起点に劈開する方法と同様の方法を用いることもできるが、半導体ウエハ１の内部にレーザ加工部を形成する方法のほうが、より高精度且つ意図どおりの方向に割断できると考えられる。
【００２８】
（アライメントマーク形成工程）
図４に示すように、劈開基準部４０を形成する工程の後であって、後述する共振器端面８１，８２を得る工程の前に、半導体ウエハ１に劈開基準部４０を基準としてアライメントマーク５０を形成する工程を行うことができる。アライメントマーク５０は、これ以降に行う工程においてマスク等の位置合わせに用いることができる。アライメントマーク５０は例えば半導体積層体２０の一部をエッチング等により除去することで形成する。なお、図４の例ではアライメントマーク５０を正方形で示したが、アライメントマーク５０の形状はこれに限らず任意の形状を用いることができる。
【００２９】
（ｐ電極形成工程、ｎ電極形成工程）
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、劈開基準部４０を形成する工程の後であって、後述する共振器端面８１，８２を得る工程の前に、半導体ウエハ１にｐ電極７１を形成する工程と、半導体ウエハ１にｎ電極７２を形成する工程と、を行うことができる。
【００３０】
ｐ電極７１は例えば半導体ウエハ１の半導体積層体２０側の面に形成し、ｎ電極７２は例えば半導体ウエハ１の基板１０側の面に形成する。この場合、ｐ電極７１は上述のアライメントマーク５０と同じ側に形成するため、アライメントマーク５０を基準として位置合わせを行い形成することが好ましい。すなわち、ｐ電極７１を形成する工程において、半導体ウエハ１の半導体積層体２０側に、アライメントマーク５０を位置合わせの基準としてｐ電極７１を形成することが好ましい。アライメントマーク５０とは反対の側に形成するｎ電極７２も、ｐ電極７１と同様に、アライメントマーク５０を基準として位置合わせを行い形成してもよい。この場合、例えばｎ電極７２の形成面側から基板１０及び半導体積層体２０を透過してアライメントマーク５０を確認することができる。アライメントマーク５０を基準として位置合わせを行う利点は以下のとおりである。すなわち、割断によって劈開基準部４０（劈開基準面）を形成する場合、劈開基準部４０がエッチング等で削られ、劈開基準部４０の示す方向が本来の方向からずれる可能性がある。半導体ウエハ１の表面に形成された凹部状のアライメントマーク５０であればそのような懸念がないため、位置合わせ用の基準として適している。
【００３１】
なお、劈開基準部４０を形成する工程と共振器端面８１，８２を得る工程の間には、半導体レーザ素子１００に必要な種々の工程を行うことができる。この工程とは、リッジ２０ａを形成する工程、絶縁膜６０を形成する工程等である。これらの工程も劈開基準部４０又はアライメントマーク５０を基準としてマスク等の位置合わせを行うことが好ましい。例えば、半導体ウエハ１の劈開面とほぼ一致する基準を用いてｐ電極７１を形成することで、ｐ電極７１のパターンが示す割断位置を半導体ウエハ１の劈開面とほぼ一致させることができる。形成順序は、例えば、リッジ２０ａ、絶縁膜６０、ｐ電極７１、ｎ電極７２である。ｎ電極７２を形成する前に、基板１０の膜厚を薄くする工程を行ってもよい。
【００３２】
直線状に延伸する凸部となるリッジ２０ａは半導体積層体２０の一部を除去することにより形成する。絶縁膜６０は少なくともリッジ２０ａの上面の一部を開口して形成する。絶縁膜６０によって電流狭窄されることにより、リッジ２０ａを形成した領域が光導波路領域となる。このため、リッジ２０ａは平面視（上面視）において一方向に延伸したストライプ状に形成する。ｐ電極７１は、例えばリッジ２０ａの絶縁膜６０から露出した表面に接触するように第１層７１ａを形成し、その上には第２層７１ｂを形成することができる。基板１０の下面にはｎ電極７２を形成することができる。なお、基板１０はｎ型窒化物半導体からなる。
【００３３】
（共振器面形成工程）
次に、図６に示すように、劈開基準部４０と平行な方向に半導体ウエハ１を劈開し、共振器端面８１，８２を得る。図５Ａにおいて破線で示す劈開位置４１で劈開し、図６に示すようなバー状の小片を得る。半導体ウエハ１を複数の中片に分割してから劈開してもよい。劈開する方法は、例えば上述の凹部を起点として劈開する方法と同様のものを用いることができる。なお、劈開基準部４０と平行な方向に半導体ウエハ１を劈開するとは、上述のアライメントマーク５０を利用することも含む。すなわち、劈開基準部４０を基準としてアライメントマーク５０を形成し、アライメントマーク５０を基準としてｐ電極７１等の部材を形成し、これらの部材によって示される劈開位置４１で劈開すれば、劈開基準部４０と平行な方向に半導体ウエハ１を劈開することができる。各部材が示す劈開位置４１とは例えば、図５Ａに示すように、ｐ電極の第２層７１ｂの間を通過する仮想線であってリッジ２０ａの延伸方向に垂直な方向に伸びる線である。また、共振器端面は、光出射面８１と、その反対側の光反射面８２を有する。光出射面８１側が光反射面８２側よりも低反射率となるように、光出射面８１及び光反射面８２にそれぞれ反射率の異なる反射膜を形成してよい。
【００３４】
（分割工程）
劈開により得られたバー状の小片を図６において破線で示す分割位置４２で分割し、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、個々の半導体レーザ素子１００へと個片化する。分割位置４２は共振器端面８１，８２と略垂直な方向に伸びる仮想線である。このような分割は、例えば、レーザスクライブやカッタースクライブによってバー状の小片の表面に溝を形成し、ブレイクすることにより行う。なお、分割工程と上述の劈開工程の順序は入れ替えることも可能である。すなわち、リッジ２０ａの延伸方向と略平行な方向に分割した後に劈開を行うこともできる。反射膜を形成する場合は、バー状の小片の状態で形成することが好ましいため、劈開工程を行った後に分割工程を行う本実施形態の順序であることが好ましい。
【００３５】
以上説明した本実施形態に係る製造方法によれば、高精度の劈開基準部４０を半導体積層体２０を設けた後に形成することができるため、半導体ウエハ１の劈開面に一致した方向に劈開し易い。これにより、平滑度に優れた共振器端面８１，８２を備えた半導体レーザ素子１００を得ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  半導体ウエハ
１０  基板
２０  半導体積層体
２０ａ  リッジ
２１  ｎ側窒化物半導体層
２２  活性層
２３  ｐ側窒化物半導体層
３１  亀裂起点部
３１ａ  始点側の亀裂起点部
３１ｂ  終点側の亀裂起点部
３２  亀裂
３２ａ  第一部分
３２ｂ  第二部分
４０  劈開基準部
４１  劈開位置
４２  分割位置
５０  アライメントマーク
６０  絶縁膜
７１  ｐ電極
７１ａ  第１層
７１ｂ  第２層
７２  ｎ電極
８１  光出射面（共振器端面）
８２  光反射面（共振器端面）
９  オリエンテーションフラット（ＯＦ）
１００  半導体レーザ素子
【図１Ａ】
2017055068.tif 000003
【図１Ｂ】
2017055068.tif 000004
【図２Ａ】
2017055068.tif 000005
【図２Ｂ】
2017055068.tif 000006
【図３】
2017055068.tif 000007
【図４】
2017055068.tif 000008
【図５Ａ】
2017055068.tif 000009
【図５Ｂ】
2017055068.tif 000010
【図６】
2017055068.tif 000011
【図７Ａ】
2017055068.tif 000012
【図７Ｂ】
2017055068.tif 000013
【図８】
2017055068.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月5日(2016.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体からなる基板と、前記基板の上に活性層を含む複数の窒化物半導体層が積層された半導体積層体と、を有する半導体ウエハを準備する工程と、
前記基板に、亀裂起点部と、前記亀裂起点部から発生する亀裂と、を形成する工程と、
前記亀裂の平面視形状から推定される前記半導体ウエハの劈開面と平行な方向に伸びる劈開基準部を形成する工程と、
前記劈開基準部と平行な方向に前記半導体ウエハを劈開し、共振器端面を得る工程と、を備える半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記劈開基準部を形成する工程において、前記半導体ウエハを割断することにより前記劈開基準部を形成する請求項１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項３】
前記亀裂起点部及び前記亀裂を形成する工程において、前記亀裂起点部及び前記亀裂は、前記半導体ウエハの外縁近傍の領域に形成する請求項１又は２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
前記劈開基準部を形成する工程において、前記亀裂起点部及び前記亀裂を形成した領域を切り離すように前記半導体ウエハを割断することにより前記劈開基準部を形成する請求項３に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記亀裂起点部及び前記亀裂を形成する工程において、前記半導体ウエハの内部にパルスレーザ光を集光することにより、前記亀裂起点部である複数のレーザ加工部と前記レーザ加工部の間を繋ぐ前記亀裂とを形成する請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項６】
前記亀裂起点部及び前記亀裂を形成する工程において、前記亀裂は、平面視において、前記パルスレーザ光の始点側のレーザ加工部から、前記パルスレーザ光の終点側のレーザ加工部を最短距離で結ぶ方向とは異なる第１方向に進行し、その後、前記第１方向とは異なる第２方向に屈曲することで前記終点側のレーザ加工部に到達する請求項５に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記劈開基準部を形成する工程において、前記第１方向と平行な方向に伸びる前記劈開基準部を形成する請求項６に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記劈開基準部を形成する工程の後であって前記共振器端面を得る工程の前に、前記半導体ウエハにｐ電極を形成する工程と、前記半導体ウエハにｎ電極を形成する工程と、をさらに備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
前記劈開基準部を形成する工程の後であって前記共振器端面を得る工程の前に、前記半導体ウエハの前記半導体積層体側に前記劈開基準部を基準としてアライメントマークを形成する工程をさらに備え、
前記ｐ電極を形成する工程において、前記半導体ウエハの前記半導体積層体側に、前記アライメントマークを位置合わせの基準として前記ｐ電極を形成する請求項８に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体ウエハを準備する工程において、前記基板としてＧａＮ基板を準備し、前記ＧａＮ基板の上にＩＩＩ族窒化物半導体からなる前記半導体積層体を成長させる請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１１】
窒化物半導体からなる基板と、前記基板の上に活性層を含む複数の窒化物半導体層が積層された半導体積層体と、を有する半導体ウエハを準備する工程と、
前記半導体ウエハに、亀裂起点部と、前記亀裂起点部から発生する亀裂と、を形成する工程と、
前記亀裂の平面視形状から推定される前記半導体ウエハの劈開面と平行な方向に伸びる劈開基準部を形成する工程と、
前記半導体ウエハの前記半導体積層体側に前記劈開基準部を基準としてアライメントマークを形成する工程と、
前記半導体ウエハの前記半導体積層体側に、前記アライメントマークを位置合わせの基準としてｐ電極を形成する工程と、
前記ｐ電極を基準として前記半導体ウエハを劈開し、共振器端面を得る工程と、を備える半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記亀裂起点部及び前記亀裂を形成する工程において、前記亀裂は、前記半導体積層体の上面に到達する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。