(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
III−Ｖ族化合物半導体からなる基板の表面上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層が積層されたストライプ構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、
前記基板の表面上に前記第１導電型半導体層、前記活性層、及び前記第２導電型半導体層が積層され、切断予定ラインを除く表面上及び裏面上の領域にそれぞれ電極が形成されたウェハの前記基板の内部に集光点を合わせてパルスレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を前記基板の内部にのみ形成し、この改質領域によって、前記ストライプ構造の長手方向と直交する方向に延びる前記切断予定ラインに沿って前記ウェハのレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、クラックを前記切断起点領域から前記基板の表面及び裏面に成長させることにより前記切断起点領域に沿って前記基板、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層を切断するとともに前記活性層を劈開させる工程を備え、
前記パルスレーザ光の集光点のピークパワー密度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上であり、前記パルスレーザ光のパルス幅が１μｓ以下であり、
前記ウェハの裏面のうち前記電極が設けられていない部分を前記レーザ光入射面とする、半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記改質領域を形成する際に、該改質領域を前記基板の厚さ方向に複数形成する、請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記改質領域を形成する際に、複数の前記切断予定ラインに沿って前記改質領域を形成すると共に、該改質領域を各切断予定ラインに沿った方向に複数形成する、請求項１または２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
III−Ｖ族化合物半導体からなる半導体基板の表面上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層が積層されたストライプ構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、
前記半導体基板の表面上に前記第１導電型半導体層、前記活性層、及び前記第２導電型半導体層が積層され、切断予定ラインを除く表面上及び裏面上の領域にそれぞれ電極が形成されたウェハの前記半導体基板の内部に集光点を合わせてパルスレーザ光を照射することにより溶融処理領域を前記半導体基板の内部にのみ形成し、この溶融処理領域によって、前記ストライプ構造の長手方向と直交する方向に延びる前記切断予定ラインに沿って前記ウェハのレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、クラックを前記切断起点領域から前記半導体基板の表面及び裏面に成長させることにより前記切断起点領域に沿って前記半導体基板、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層を切断するとともに前記活性層を劈開させる工程を備え、
前記パルスレーザ光の集光点のピークパワー密度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上であり、前記パルスレーザ光のパルス幅が１μｓ以下であり、
前記ウェハの裏面のうち前記電極が設けられていない部分を前記レーザ光入射面とする、半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記溶融処理領域を形成する際に、該溶融処理領域を前記半導体基板の厚さ方向に複数形成する、請求項４に記載の発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記溶融処理領域を形成する際に、複数の前記切断予定ラインに沿って前記溶融処理領域を形成すると共に、該溶融処理領域を各切断予定ラインに沿った方向に複数形成する、請求項４または５に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記基板を切断する際に、前記ウェハに応力を印加する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記基板の前記裏面が平坦かつ滑面である、請求項７に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
前記切断起点領域を形成する際に、複数の前記切断予定ラインに沿って前記切断起点領域を形成し、前記基板を切断する際に、前記切断起点領域に沿って前記基板を複数の棒状部材に切断し、その後、前記複数の棒状部材をチップ状に切断する、請求項１〜８のいずれか一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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ素子の製造方法及び半導体レーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体レーザ素子を製造する際に、例えばＧａＡｓ等からなる基板上にｎ型半導体層、活性層、及びｐ型半導体層などを結晶成長させた積層構造を有するウェハを切断して、活性層の側面に平滑な共振面を形成する技術が求められている。共振面は、例えば活性層をレーザの共振方向と直交する面で劈開することにより形成される。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された劈開装置及び劈開方法では、ウェハの基板表面にダイヤモンドスクライブ法を用いて傷を入れ、該基板の裏面からブレードで突き上げることにより基板を劈開させている。また、他の製造方法では、基板の裏面から所定深さまでブレードダイシング法を用いて溝を形成し、基板が薄くなった箇所を劈開させると同時に活性層を劈開させて共振面を形成するものがある。また、これらの従来例の他にも、例えばドライエッチング、ウェットエッチングなどを用いて活性層をエッチングすることにより共振面を形成する方法もある。
【０００４】
ここで、ダイヤモンドスクライブ法とは、ダイヤモンドポイントツールによりウェハの表面にスクライブラインを設け、このスクライブラインに沿うようウェハの裏面にナイフエッジを押し当てて、ウェハを割って切断する方法である。一方、ブレードダイシング法とは、ダイヤモンドブレード等によりウェハを切削して切断する方法である。
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−３２２８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した各方法は、それぞれ次のような問題がある。すなわち、ダイヤモンドスクライブ法を用いて活性層を含むウェハを劈開させる方法では、活性層が積層されているウェハ表面を傷つけることはできないため、ウェハの裏面に傷を入れることとなる。すると、基板において傷の反対側に位置する活性層を劈開させることとなり、劈開させるときに応力を制御することが難しくなるので、精度良く劈開させることが困難となる。
【０００７】
また、ブレードダイシング法を用いて基板を薄く加工した後に活性層を含むウェハを劈開させる方法では、基板を切削するのに一定の時間を要する。また、この方法では、基板を切削する際に粉塵が大量に発生し、これを洗浄して除去するための洗浄工程が必要になる。このように、ブレードダイシング法を用いると他の方法に比べて所要時間が長くなる。
【０００８】
また、エッチングにより活性層に共振面を形成する方法では、共振面を平滑に形成することが上の各方法に比べて困難なため、共振面におけるレーザ光の反射率が低く抑えられる。また、ストライプ構造の長手方向に対して共振面を精度良く直交させることが困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上述したような問題を解決し、活性層の劈開による共振面を効率良く、且つ精度良く形成することができる半導体レーザ素子の製造方法、及び半導体レーザ素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法は、III−Ｖ族化合物半導体からなる基板の表面上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層が積層されたストライプ構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、基板の表面上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層が積層され、切断予定ラインを除く表面上及び裏面上の領域にそれぞれ電極が形成されたウェハの基板の内部に集光点を合わせてパルスレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を基板の内部にのみ形成し、この改質領域によって、ストライプ構造の長手方向と直交する方向に延びる切断予定ラインに沿ってウェハのレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、クラックを切断起点領域から基板の表面及び裏面に成長させることにより切断起点領域に沿って基板、第１導電型半導体層および第２導電型半導体層を切断するとともに活性層を劈開させる工程を備え、パルスレーザ光の集光点のピークパワー密度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上であり、パルスレーザ光のパルス幅が１μｓ以下であり、ウェハの裏面のうち電極が設けられていない部分をレーザ光入射面とすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法は、III−Ｖ族化合物半導体からなる半導体基板の表面上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層が積層されたストライプ構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、半導体基板の表面上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層が積層され、切断予定ラインを除く表面上及び裏面上の領域にそれぞれ電極が形成されたウェハの半導体基板の内部に集光点を合わせてパルスレーザ光を照射することにより溶融処理領域を半導体基板の内部にのみ形成し、この溶融処理領域によって、ストライプ構造の長手方向と直交する方向に延びる切断予定ラインに沿ってウェハのレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、クラックを切断起点領域から半導体基板の表面及び裏面に成長させることにより切断起点領域に沿って半導体基板、第１導電型半導体層および第２導電型半導体層を切断するとともに活性層を劈開させる工程を備え、パルスレーザ光の集光点のピークパワー密度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上であり、パルスレーザ光のパルス幅が１μｓ以下であり、ウェハの裏面のうち電極が設けられていない部分をレーザ光入射面とすることを特徴とする。
【００１２】
これらの半導体レーザ素子の製造方法によれば、ウェハの（半導体）基板の内部に（多光子吸収という現象により）形成される改質領域（または溶融処理領域）でもって、切断予定ラインに沿った切断起点領域を形成することができ、（半導体）基板を切断起点領域に沿って比較的小さな力で効率よく割って切断することができる。そして、（半導体）基板を切断することにより活性層が切断予定ラインに沿って精度良く劈開される。したがって、この製造方法によれば、活性層の劈開による共振面を効率良く、且つ精度良く形成することができる。なお、これらの半導体レーザ素子の製造方法においては、改質領域を形成する際に、該改質領域を基板の厚さ方向に複数形成してもよい。或いは、溶融処理領域を形成する際に、該溶融処理領域を半導体基板の厚さ方向に複数形成してもよい。また、これらの半導体レーザ素子の製造方法においては、改質領域を形成する際に、複数の切断予定ラインに沿って改質領域を形成すると共に、該改質領域を各切断予定ラインに沿った方向に複数形成してもよい。或いは、溶融処理領域を形成する際に、複数の切断予定ラインに沿って溶融処理領域を形成すると共に、該溶融処理領域を各切断予定ラインに沿った方向に複数形成してもよい。
【００１３】
ここで、基板の表面に積層された第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層などの半導体層としては、基板に密着して設けられるものや、基板と間隙を取って設けられるものを含む。例としては、基板上に結晶成長により形成された半導体層や、基板とは別に積層された後に基板上に固定された半導体層などである。また、基板の内部とは、半導体層が設けられている基板の表面上をも含む意味である。さらに、集光点とは、レーザ光が集光した箇所のことである。そして、切断起点領域は、改質領域が連続的に形成されることで形成される場合もあるし、改質領域が断続的に形成されることで形成される場合もある。
【００１４】
上述した本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法においては、基板を切断する際に、ウェハに応力を印加することが好ましい。これによって、切断起点領域を有するウェハを容易に切断することができる。
【００１５】
また、上述した本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法においては、基板の内部にレーザ光を照射する際に、基板の裏面をレーザ光入射面とすることが好ましい。この製造方法によれば、第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層のいずれかがレーザ光を透過しない場合であっても、ウェハの基板の内部に改質領域でもって切断起点領域を形成することができる。そして、基板の裏面が平坦かつ滑面であることがさらに好ましい。これによって、裏面におけるレーザ光の散乱を防ぐことができる。また、上述した本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法においては、切断起点領域を形成する際に、複数の切断予定ラインに沿って切断起点領域を形成し、基板を切断する際に、切断起点領域に沿って基板を複数の棒状部材に切断し、その後、複数の棒状部材をチップ状に切断することが好ましい。そして、切断起点領域を形成する際に、複数の切断予定ラインと交差する方向に沿って別の切断起点領域を形成し、基板を切断する際に、別の切断起点領域に沿って複数の棒状部材をチップ状に切断することがさらに好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る半導体レーザ素子は、基板の表面上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層が積層されたストライプ構造の半導体レーザ素子であって、基板の内部に集光点を合わせてレーザ光が照射されて多光子吸収による改質領域が形成され、この改質領域によりウェハのレーザ光入射面から所定距離内側に形成された切断起点領域によってストライプ構造の長手方向と直交する方向に切断されているとともに、該方向に活性層が劈開されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る半導体レーザ素子は、半導体基板の表面上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層が積層されたストライプ構造の半導体レーザ素子であって、半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光が照射されて溶融処理領域が形成され、この溶融処理領域によりウェハのレーザ光入射面から所定距離内側に形成された切断起点領域によってストライプ構造の長手方向と直交する方向に半導体基板が切断されているとともに、該方向に活性層が劈開されていることを特徴とする。
【００１８】
この半導体レーザ素子によれば、ウェハの（半導体）基板の内部に（多光子吸収という現象により）形成される改質領域（溶融処理領域）でもって形成された切断起点領域によって、ストライプ構造の長手方向と直交する方向に沿って（半導体）基板が比較的小さな力で効率よく割って切断される。そして、（半導体）基板を切断することにより活性層が精度良く劈開される。したがって、活性層の劈開による共振面が効率よく、且つ精度良く形成された半導体レーザ素子を提供することができる。なお、この半導体レーザ素子においては、改質領域（溶融処理領域）が基板の厚さ方向に複数形成されていてもよい。また、この半導体レーザ素子においては、上記切断起点領域とは別の切断起点領域により、ストライプ構造の長手方向と交差する方向に基板が切断されていることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法では、ウェハの基板の内部にレーザ光を照射して、多光子吸収による改質領域を形成する。そこで、このレーザ加工方法、特に多光子吸収について最初に説明する。
【００２０】
材料の吸収のバンドギャップＥGよりも光子のエネルギーｈνが小さいと光学的に透明となる。よって、材料に吸収が生じる条件はｈν＞ＥGである。しかし、光学的に透明でも、レーザ光の強度を非常に大きくするとｎｈν＞ＥGの条件（ｎ＝２，３，４，・・・）で材料に吸収が生じる。この現象を多光子吸収という。パルス波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点のピークパワー密度（Ｗ／ｃｍ2）で決まり、例えばピークパワー密度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上の条件で多光子吸収が生じる。ピークパワー密度は、（集光点におけるレーザ光の１パルス当たりのエネルギー）÷（レーザ光のビームスポット断面積×パルス幅）により求められる。また、連続波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点の電界強度（Ｗ／ｃｍ2）で決まる。
【００２１】
このような多光子吸収を利用するレーザ加工の原理について、図１〜図６を参照して説明する。図１はレーザ加工中の基板１の平面図であり、図２は図１に示す基板１のII−II線に沿った断面図であり、図３はレーザ加工後の基板１の平面図であり、図４は図３に示す基板１のIV−IV線に沿った断面図であり、図５は図３に示す基板１のV−V線に沿った断面図であり、図６は切断された基板１の平面図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、基板１には、所望の切断予定ライン５が設定される。切断予定ライン５は直線状に延びた仮想線であり、本実施形態ではウェハを活性層の劈開面に沿って複数に分割する際の境界線である。なお、ウェハに実際に線を引いて切断予定ライン５としてもよい。本実施形態では、多光子吸収が生じる条件で基板１の内部に集光点Ｐを合わせた上でレーザ光Ｌを照射し、改質領域７を形成する。なお、集光点Ｐとはレーザ光Ｌが集光した箇所のことである。
【００２３】
レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち矢印Ａ方向に沿って）相対的に移動させることにより、集光点Ｐを切断予定ライン５に沿って移動させる。これにより、図３〜図５に示すように改質領域７が切断予定ライン５に沿って基板１の内部にのみ形成され、この改質領域７でもって切断起点領域８が形成される。このレーザ加工方法は、基板１がレーザ光Ｌを吸収することにより基板１を発熱させて改質領域７を形成するのではない。基板１にレーザ光Ｌを透過させ基板１の内部に多光子吸収を発生させて改質領域７を形成している。よって、基板１のレーザ光入射面６ではレーザ光Ｌがほとんど吸収されないので、基板１のレーザ光入射面６が溶融することはない。
【００２４】
基板１の切断において、切断する箇所に起点があると基板１はその起点から割れるので、図６に示すように比較的小さな力で基板１を切断することができる。よって、基板１の面にチッピングなどの不必要な割れを発生させることなく、容易に、且つ精度良く、且つ効率的に基板１の切断が可能となる。
【００２５】
なお、切断起点領域を起点とした基板の切断には、次の２通りが考えられる。１つは、切断起点領域形成後、基板に人為的な応力が印加されることにより、切断起点領域を起点として基板が割れ、基板が切断される場合である。これは、例えば基板の厚さが大きい場合の切断である。人為的な応力が印加されるとは、例えば、基板の切断起点領域に沿って基板に曲げ応力やせん断応力を加えたり、基板に温度差を与えることにより熱応力を発生させたりすることである。他の１つは、切断起点領域を形成することにより、切断起点領域を起点として基板の断面方向（厚さ方向）に向かって自然に割れ、結果的に基板が切断される場合である。これは、例えば基板の厚さが小さい場合には、１列の改質領域により切断起点領域が形成されることで可能となり、基板の厚さが大きい場合には、厚さ方向に複数列形成された改質領域により切断起点領域が形成されることで可能となる。なお、この自然に割れる場合も、切断する箇所において、切断起点領域が形成されていない部位に対応する部分の表面上にまで割れが先走ることがなく、切断起点領域を形成した部位に対応する部分のみを割断することができるので、割断を制御よくすることができる。近年、ウェハの基板などの基板の厚さは薄くなる傾向にあるので、このような制御性のよい割断方法は大変有効である。
【００２６】
さて、本実施形態において多光子吸収により形成される改質領域としては、次の（１）〜（３）がある。
【００２７】
（１）改質領域が１つ又は複数のクラックを含むクラック領域の場合
例えばサファイアやガラスなどからなる基板の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でレーザ光を照射する。このパルス幅の大きさは、多光子吸収を生じさせつつ基板の表面に余計なダメージを与えずに、基板の内部にのみクラック領域を形成できる条件である。これにより、基板の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生する。この光学的損傷により基板の内部に熱ひずみが誘起され、これにより基板の内部にクラック領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば１×１０12（Ｗ／ｃｍ2）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。
【００２８】
本発明者は、電界強度とクラックの大きさとの関係を実験により求めた。実験条件は次ぎの通りである。
（Ａ）基板：パイレックス（登録商標）ガラス（厚さ７００μｍ）
（Ｂ）レーザ
光源：半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
波長：１０６４ｎｍ
レーザ光スポット断面積：３．１４×１０-8ｃｍ2
発振形態：Ｑスイッチパルス
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
パルス幅：３０ｎｓ
出力：出力＜１ｍＪ／パルス
レーザ光品質：ＴＥＭ00
偏光特性：直線偏光
（Ｃ）集光用レンズ
レーザ光波長に対する透過率：６０パーセント
（Ｄ）基板が載置される載置台の移動速度：１００ｍｍ／秒
【００２９】
なお、レーザ光品質がＴＥＭ00とは、集光性が高くレーザ光の波長程度まで集光可能を意味する。
【００３０】
図７は上記実験の結果を示すグラフである。横軸はピークパワー密度であり、レーザ光がパルスレーザ光なので電界強度はピークパワー密度で表される。縦軸は１パルスのレーザ光により基板の内部に形成されたクラック部分（クラックスポット）の大きさを示している。クラックスポットが集まりクラック領域となる。クラックスポットの大きさは、クラックスポットの形状のうち最大の長さとなる部分の大きさである。グラフ中の黒丸で示すデータは集光用レンズ（Ｃ）の倍率が１００倍、開口数（ＮＡ）が０．８０の場合である。一方、グラフ中の白丸で示すデータは集光用レンズ（Ｃ）の倍率が５０倍、開口数（ＮＡ）が０．５５の場合である。ピークパワー密度が１０11（Ｗ／ｃｍ2）程度から基板の内部にクラックスポットが発生し、ピークパワー密度が大きくなるに従いクラックスポットも大きくなることが分かる。
【００３１】
次に、上記したレーザ加工方法において、クラック領域形成による基板の切断のメカニズムについて図８〜図１１を用いて説明する。図８に示すように、多光子吸収が生じる条件で基板１の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを基板１に照射して切断予定ライン５に沿って内部にクラック領域９を形成する。クラック領域９は１つ又は複数のクラックを含む領域である。このクラック領域９でもって切断起点領域が形成される。図９に示すようにクラック領域９を起点として（すなわち、切断起点領域を起点として）クラックがさらに成長し、図１０に示すようにクラックが基板１の両面に到達し、図１１に示すように基板１が割れることにより基板１が切断される。基板の両面に到達するクラックは自然に成長する場合もあるし、基板に力が印加されることにより成長する場合もある。
【００３２】
（２）改質領域が溶融処理領域の場合
例えばＧａＡｓやシリコンのような半導体材料からなる基板の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でレーザ光を照射する。これにより基板の内部は多光子吸収によって局所的に加熱される。この加熱により基板の内部に溶融処理領域が形成される。溶融処理領域とは一旦溶融後再固化した領域や、まさに溶融状態の領域や、溶融状態から再固化する状態の領域であり、相変化した領域や結晶構造が変化した領域ということもできる。また、溶融処理領域とは単結晶構造、非晶質構造、多結晶構造において、ある構造が別の構造に変化した領域ということもできる。つまり、例えば、単結晶構造から非晶質構造に変化した領域、単結晶構造から多結晶構造に変化した領域、単結晶構造から非晶質構造及び多結晶構造を含む構造に変化した領域を意味する。基板がシリコン単結晶構造の場合、溶融処理領域は例えば非晶質シリコン構造である。電界強度の上限値としては、例えば１×１０12（Ｗ／ｃｍ2）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。また、シリコンに限らず、例えばサファイアなどにおいても上記した溶融処理領域を形成することが可能である。
【００３３】
本発明者は、シリコンウェハの内部で溶融処理領域が形成されることを実験により確認した。実験条件は次の通りである。
（Ａ）基板：シリコンウェハ（厚さ３５０μｍ、外径４インチ）
（Ｂ）レーザ
光源：半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
波長：１０６４ｎｍ
レーザ光スポット断面積：３．１４×１０-8ｃｍ2
発振形態：Ｑスイッチパルス
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
パルス幅：３０ｎｓ
出力：２０μＪ／パルス
レーザ光品質：ＴＥＭ00
偏光特性：直線偏光
（Ｃ）集光用レンズ
倍率：５０倍
Ｎ．Ａ．：０．５５
レーザ光波長に対する透過率：６０パーセント
（Ｄ）基板が載置される載置台の移動速度：１００ｍｍ／秒
【００３４】
図１２は、上記条件でのレーザ加工により切断されたシリコンウェハの一部における断面の写真を表した図である。シリコンウェハ１１の内部に溶融処理領域１３が形成されている。なお、上記条件により形成された溶融処理領域１３の厚さ方向の大きさは１００μｍ程度である。
【００３５】
溶融処理領域１３が多光子吸収により形成されたことを説明する。図１３は、レーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフである。ただし、シリコン基板の表面側と裏面側それぞれの反射成分を除去し、内部のみの透過率を示している。シリコン基板の厚さｔが５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、５００μｍ、１０００μｍの各々について上記関係を示した。
【００３６】
例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの波長である１０６４ｎｍにおいて、シリコン基板の厚さが５００μｍ以下の場合、シリコン基板の内部ではレーザ光が８０％以上透過することが分かる。図１２に示すシリコンウェハ１１の厚さは３５０μｍなので、多光子吸収による溶融処理領域１３をシリコンウェハの中心付近に形成すると、レーザ光入射面から１７５μｍの部分に形成される。この場合の透過率は、厚さ２００μｍのシリコンウェハを参考にすると、９０％以上なので、レーザ光がシリコンウェハ１１の内部で吸収されるのは僅かであり、ほとんどが透過する。このことは、シリコンウェハ１１の内部でレーザ光が吸収されて、溶融処理領域１３がシリコンウェハ１１の内部に形成（つまりレーザ光による通常の加熱で溶融処理領域が形成）されたものではなく、溶融処理領域１３が多光子吸収により形成されたことを意味する。
【００３７】
なお、シリコンウェハは、溶融処理領域でもって形成される切断起点領域を起点として断面方向に向かって割れを発生させ、その割れがシリコンウェハの表面と裏面とに到達することにより、結果的に切断される。シリコンウェハの表面と裏面とに到達するこの割れは自然に成長する場合もあるし、シリコンウェハに力が印加されることにより成長する場合もある。なお、切断起点領域からシリコンウェハの表面と裏面とに割れが自然に成長する場合には、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融している状態から割れが成長する場合と、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融している状態から再固化する際に割れが成長する場合とのいずれもある。ただし、どちらの場合も溶融処理領域はシリコンウェハの内部のみに形成され、切断後の切断面には、図１２のように内部にのみ溶融処理領域が形成されている。基板の内部に溶融処理領域でもって切断起点領域を形成すると、割断時、切断起点領域ラインから外れた不必要な割れが生じにくいので、割断制御が容易となる。
【００３８】
（３）改質領域が屈折率変化領域の場合
例えばガラスなどからなる基板の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上で且つパルス幅が１ｎｓ以下の条件でレーザ光を照射する。パルス幅を極めて短くして、多光子吸収を基板の内部に起こさせると、多光子吸収によるエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、基板の内部にはイオン価数変化、結晶化又は分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば１×１０12（Ｗ／ｃｍ2）である。パルス幅は例えば１ｎｓ以下が好ましく、１ｐｓ以下がさらに好ましい。
【００３９】
以上、多光子吸収により形成される改質領域として（１）〜（３）の場合を説明したが、基板の結晶構造やその劈開性などを考慮して切断起点領域を次のように形成すれば、その切断起点領域を起点として、より一層小さな力で、しかも精度良く基板を切断することが可能になる。また、基板の表面上に活性層が積層されている場合、該活性層の結晶構造やその劈開性などを考慮して切断起点領域を次のように形成すれば、基板が切断起点領域を起点として切断される際に、活性層を容易に且つ精度良く劈開させることが可能になる。
【００４０】
すなわち、基板がシリコンなどのダイヤモンド構造の単結晶半導体からなる場合は、（１１１）面（第１劈開面）や（１１０）面（第２劈開面）に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。また、基板或いは活性層がＧａＡｓなどの閃亜鉛鉱型構造のIII−V族化合物半導体からなる場合は、（１１０）面に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。さらに、基板がサファイアなどの六方晶系の結晶構造を有する場合は、（０００１）面（Ｃ面）を主面として（１１２０）面（Ａ面）或いは（１１００）面（Ｍ面）に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。
【００４１】
なお、上述した切断起点領域を形成すべき方向（例えば、ＧａＡｓ基板における（１１０）面に沿った方向）、或いは切断起点領域を形成すべき方向に直交する方向に沿って基板にオリエンテーションフラット（後述）を形成すれば、そのオリエンテーションフラットを基準とすることで、切断起点領域を容易且つ正確に基板に形成することが可能になる。
【００４２】
次に、上述したレーザ加工方法に使用されるレーザ加工装置について、図１４を参照して説明する。図１４はレーザ加工装置１００の概略構成図である。
【００４３】
レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌを発生するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、レーザ光Ｌの反射機能を有しかつレーザ光Ｌの光軸の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、ダイクロイックミラー１０３で反射されたレーザ光Ｌを集光する集光用レンズ１０５と、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される基板１が載置される載置台１０７と、載置台１０７をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸ステージ１０９と、載置台１０７をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させるためのＹ軸ステージ１１１と、載置台１０７をＸ軸及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向に移動させるためのＺ軸ステージ１１３と、これら３つのステージ１０９，１１１，１１３の移動を制御するステージ制御部１１５とを備える。
【００４４】
この集光点ＰのＸ（Ｙ）軸方向の移動は、基板１をＸ（Ｙ）軸ステージ１０９（１１１）によりＸ（Ｙ）軸方向に移動させることにより行う。Ｚ軸方向は、基板１の裏面４と直交する方向なので、基板１に入射するレーザ光Ｌの焦点深度の方向となる。よって、Ｚ軸ステージ１１３をＺ軸方向に移動させることにより、基板１の内部にレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせることができる。これにより、基板１のレーザ光入射面６から所定距離内側の所望の位置に集光点Ｐを合わせることができる。
【００４５】
レーザ光源１０１はパルスレーザ光を発生するＮｄ：ＹＡＧレーザである。レーザ光源１０１に用いることができるレーザとして、この他、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザやチタンサファイアレーザがある。本実施形態では、基板１の加工にパルスレーザ光を用いているが、多光子吸収を起こさせることができるなら連続波レーザ光でもよい。
【００４６】
レーザ加工装置１００はさらに、載置台１０７に載置された基板１を可視光線により照明するために可視光線を発生する観察用光源１１７と、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５と同じ光軸上に配置された可視光用のビームスプリッタ１１９とを備える。ビームスプリッタ１１９と集光用レンズ１０５との間にダイクロイックミラー１０３が配置されている。ビームスプリッタ１１９は、可視光線の約半分を反射し残りの半分を透過する機能を有しかつ可視光線の光軸の向きを９０°変えるように配置されている。観察用光源１１７から発生した可視光線はビームスプリッタ１１９で約半分が反射され、この反射された可視光線がダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５を透過し、基板１の切断予定ライン５等を含むレーザ光入射面６を照明する。
【００４７】
レーザ加工装置１００はさらに、ビームスプリッタ１１９、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５と同じ光軸上に配置された撮像素子１２１及び結像レンズ１２３を備える。撮像素子１２１としては例えばＣＣＤカメラがある。切断予定ライン５等を含むレーザ光入射面６を照明した可視光線の反射光は、集光用レンズ１０５、ダイクロイックミラー１０３、ビームスプリッタ１１９を透過し、結像レンズ１２３で結像されて撮像素子１２１で撮像され、撮像データとなる。
【００４８】
レーザ加工装置１００はさらに、撮像素子１２１から出力された撮像データが入力される撮像データ処理部１２５と、レーザ加工装置１００全体を制御する全体制御部１２７と、モニタ１２９とを備える。撮像データ処理部１２５は、撮像データを基にして観察用光源１１７で発生した可視光の焦点を基板１のレーザ光入射面６上に合わせるための焦点データを演算する。この焦点データを基にしてステージ制御部１１５がＺ軸ステージ１１３を移動制御することにより、可視光の焦点が基板１のレーザ光入射面６に合うようにする。よって、撮像データ処理部１２５はオートフォーカスユニットとして機能する。また、撮像データ処理部１２５は、撮像データを基にしてレーザ光入射面６の拡大画像等の画像データを演算する。この画像データは全体制御部１２７に送られ、全体制御部で各種処理がなされ、モニタ１２９に送られる。これにより、モニタ１２９に拡大画像等が表示される。
【００４９】
全体制御部１２７には、ステージ制御部１１５からのデータ、撮像データ処理部１２５からの画像データ等が入力し、これらのデータも基にしてレーザ光源制御部１０２、観察用光源１１７及びステージ制御部１１５を制御することにより、レーザ加工装置１００全体を制御する。よって、全体制御部１２７はコンピュータユニットとして機能する。
【００５０】
なお、基板１のレーザ光入射面６としては、基板１の表面及び裏面のうちどちらの面でもよい。例えば、基板１の表面上にレーザ光を透過しない半導体層などが積層されている場合には、基板１の裏面が集光用レンズ１０５側となるよう基板１を載置台１０７に載置するとよい。また、基板１のレーザ光入射面６は、該レーザ光入射面６においてレーザ光が散乱することを防ぐため、平坦かつ滑面であることが好ましい。
【００５１】
次に、上述したレーザ加工方法及びレーザ加工装置１００を用いた、本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法について説明する。図１５は、本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法において用いられるウェハを示す斜視図である。また、図１６は、図１５に示されたウェハの底面図である。また、図１７は、図１６に示されたウェハのVI−VI断面を示す拡大図である。
【００５２】
図１５〜図１７を参照すると、ウェハ２は、略円盤状を呈している。本実施形態において、ウェハ２は、ｎ型半導体からなる基板１と、基板１の表面２１上に積層された第１導電型半導体層であるｎ型クラッド層２３と、ｎ型クラッド層２３上に積層された活性層２５と、活性層２５上に積層された第２導電型半導体層であるｐ型クラッド層２７と、ｐ型クラッド層２７上に積層されたｐ型半導体からなるキャップ層２９とを備えている。これらの層のうち、ｎ型クラッド層２３、活性層２５、及びｐ型クラッド層２７は、量子井戸構造を構成している。或いは、活性層２５が、その内部にバンドギャップの小さい井戸層とバンドギャップの大きい障壁層とを交互に複数積層された多重量子井戸構造を構成してもよい。また、基板１の裏面４は、平坦かつ滑面となっている。
【００５３】
Ａｌ−ＧａＡｓ系の半導体レーザ素子を例にとると、基板１及びキャップ層２９の材料としては例えばＧａＡｓが用いられ、ｎ型クラッド層２３、活性層２５、及びｐ型クラッド層２７の材料としては例えばＡｌＧａＡｓが用いられる。なお、半導体レーザ素子はＡｌ−ＧａＡｓ系に限らず、Ｉｎ−ＧａＡｓ系や、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＮ系であってもよい。また、それぞれの層の厚さは、例えば基板１が３５０μｍ、ｎ型クラッド層２３が５００Å（５０ｎｍ）、活性層２５が１００Å（１０ｎｍ）、ｐ型クラッド層２７が５００Å（５０ｎｍ）、キャップ層２９が５００Å（５０ｎｍ）である。
【００５４】
また、図１６を参照すると、ウェハ２の裏面４には複数の切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、ウェハ２を複数の棒状部分に切断するために想定される仮想線であり、活性層２５の劈開面に沿った方向に設定されている。すなわち、切断予定ライン５は、ＡｌＧａＡｓからなる活性層２５の（１１０）面に沿った方向に設定されている。また、基板１は、その劈開面が切断予定ライン５に沿った方向と平行であることが好ましい。すなわち、ＧａＡｓからなる基板１の（１１０）面の方向と、ＡｌＧａＡｓからなる活性層２５の（１１０）面の方向とが一致するように活性層２５が積層されているとよい。なお、切断予定ライン５と直交する方向は、半導体レーザ素子におけるストライプ構造の長手方向（すなわち、レーザ光の共振方向）となる。また、互いに隣り合う切断予定ライン５の間隔は、例えば２ｍｍ程度である。
【００５５】
また、ウェハ２は、オリエンテーションフラット（以下「ＯＦ」という）１９を有している。本実施形態では、ＯＦ１９は切断予定ライン５と直交する方向を長手方向として形成されている。ＯＦ１９は、ウェハ２を切断予定ライン５に沿って切断する際に、切断方向を容易に判別する目的で設けられている。なお、ＯＦ１９は、切断予定ライン５と平行な方向を長手方向として形成されていてもよい。
【００５６】
図１８及び図１９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ためのフローチャートである。また、図２０〜図２３は、半導体レーザ素子の製造方法を説明するためのウェハ２の断面図である。
【００５７】
図１８を参照すると、まず、ウェハ２の裏面４にカソード電極３１を、表面２２にアノード電極３３を、それぞれ形成する（Ｓ１、図２０）。このとき、切断予定ライン５の周辺にはこれらの電極を形成しない。また、半導体レーザ素子がストライプ構造となるように、切断予定ライン５に直交する方向を長手方向として細長く形成する。カソード電極３１及びアノード電極３３を形成する工程の一例としては、（１）ウェハ２の表面２２及び裏面４に金属膜を成膜し、（２）該金属膜の表面にレジストを塗布し、（３）所望の電極パターンを有するレチクルを用いてレジストを感光させ、（４）レジストを現像することにより感光部分を除去し、（５）金属膜のうちレジストが除去されて露出した部分をエッチングにより除去する。これらの工程により、カソード電極３１及びアノード電極３３を形成する。
【００５８】
続いて、ウェハ２の基板１の内部に、切断予定ライン５に沿って切断起点領域を形成する（Ｓ３、図２１）。すなわち、基板１の裏面４のうちカソード電極３１が設けられていない部分をレーザ光入射面として基板１の内部の集光点Ｐへレーザ光Ｌを照射することにより、基板１の内部に改質領域７を形成する。この改質領域７が、ウェハ２を切断する際の切断起点領域となる。
【００５９】
ここで、図１９は、図１４に示されたレーザ加工装置１００を用いてウェハ２に切断起点領域を形成する方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態において、ウェハ２は、レーザ加工装置１００の載置台１０７に、基板１の裏面４が集光用レンズ１０５と対向するように配置される。すなわち、レーザ光Ｌは、ウェハ２の基板１の裏面４から入射される。
【００６０】
図１４及び図１９を参照すると、まず、基板１の光吸収特性を図示しない分光光度計等により測定する。この測定結果に基づいて、基板１に対して透明な波長又は吸収の少ない波長のレーザ光Ｌを発生するレーザ光源１０１を選定する（Ｓ１０１）。
【００６１】
続いて、基板１の厚さ、材質、及び屈折率等を考慮して、ウェハ２のＺ軸方向の移動量を決定する（Ｓ１０３）。これは、基板１の裏面４から所定距離内側の所望の位置にレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせるために、基板１の裏面４に位置するレーザ光Ｌの集光点Ｐを基準としたウェハ２のＺ軸方向の移動量である。この移動量は全体制御部１２７に入力される。
【００６２】
ウェハ２をレーザ加工装置１００の載置台１０７に基板１の裏面４が集光用レンズ１０５側と対向するよう載置する。そして、観察用光源１１７から可視光を発生させて基板１の裏面４を照明する（Ｓ１０５）。照明された基板１の裏面４を撮像素子１２１により撮像する。撮像素子１２１により撮像された撮像データは撮像データ処理部１２５に送られる。この撮像データに基づいて撮像データ処理部１２５は、観察用光源１１７の可視光の焦点が基板１の裏面４に位置するような焦点データを演算する（Ｓ１０７）。
【００６３】
この焦点データはステージ制御部１１５に送られる。ステージ制御部１１５は、この焦点データを基にしてＺ軸ステージ１１３をＺ軸方向の移動させる（Ｓ１０９）。これにより、観察用光源１１７の可視光の焦点が基板１の裏面４に位置する。なお、撮像データ処理部１２５は撮像データに基づいて、切断予定ライン５を含む裏面４の拡大画像データを演算する。この拡大画像データは全体制御部１２７を介してモニタ１２９に送られ、これによりモニタ１２９に切断予定ライン５付近の拡大画像が表示される。
【００６４】
全体制御部１２７には予めステップＳ１０３で決定された移動量データが入力されており、この移動量データがステージ制御部１１５に送られる。ステージ制御部１１５はこの移動量データに基づいて、レーザ光Ｌの集光点Ｐの位置が基板１の裏面４から所定距離内側となるように、Ｚ軸ステージ１１３によりウェハ２をＺ軸方向に移動させる（Ｓ１１１）。
【００６５】
続いて、レーザ光源１０１からレーザ光Ｌを発生させて、レーザ光Ｌを基板１の裏面４に照射する。レーザ光Ｌの集光点Ｐは基板１の内部に位置しているので、改質領域７は基板１の内部にのみ形成される。
【００６６】
続いて、切断予定ライン５に沿うようにＸ軸ステージ１０９やＹ軸ステージ１１１を移動させて改質領域７を複数形成するか、あるいは切断予定ライン５に沿って連続して改質領域７を形成することにより、切断予定ライン５に沿う切断起点領域を基板１の内部に形成する（Ｓ１１３）。
【００６７】
ここで、再び図１８を参照すると、ウェハ２の基板１に切断起点領域を形成したのち、切断起点領域に沿ってウェハ２を複数の棒状部材３７に切断する（Ｓ５、図２２（ａ）及び（ｂ））。すなわち、切断起点領域が形成されたウェハ２に対して例えばナイフエッジをウェハの表面２２または裏面４に押し当てて応力を印加することにより、切断起点領域を起点として基板１を切断する。或いは、エキスパンドテープや、ブレーカー装置、ローラー装置などを用いて応力を印加することにより基板１を切断してもよい。また、ウェハ表面やウェハ裏面にその表面が溶融しないエネルギーにてウェハに対して吸収性を有するレーザ光を照射することで切断起点領域を起点として亀裂が生じるような熱応力を発生させて切断してもよい。このとき、基板１が切断されると同時に、切断予定ライン５に沿った劈開面を有する活性層２５が該劈開面において劈開されることにより、活性層２５を挟んで互いに対向する２つの共振面３５が棒状部材３７それぞれに形成される。また、ｎ型クラッド層２３、ｐ型クラッド層２７、及びキャップ層２９も基板１が切断されると同時に切断される。
【００６８】
続いて、棒状部材３７をチップ状に切断する（Ｓ７、図２３（ａ））。すなわち、切断起点領域と直交する複数の切断面において棒状部材３７を等間隔に切断する。これにより、チップ状の半導体レーザ素子３９が得られる。棒状部材３７を切断する方法としては、上記したレーザ加工方法のほか、ブレードダイシングやドライエッチング、ウェットエッチングなどを用いることができる。
【００６９】
図２３（ｂ）は、上記の工程を経て得られた半導体レーザ素子３９の構成を示す斜視図である。この半導体レーザ素子３９において、基板１の裏面４上には切断起点領域８と直交する方向を長手方向としてカソード電極３１が設けられている。基板１の表面にはｎ型クラッド層２３、活性層２５、ｐ型クラッド層２７、及びキャップ層２９が積層されている。キャップ層２９には、切断起点領域８と直交する方向を長手方向としてアノード電極３３が設けられている。基板１の側面のうち、ストライプ構造の長手方向と交差する２つの側面は切断起点領域８を含んでおり、これらの側面のそれぞれと同一の平面上にある２つの共振面３５それぞれが、活性層２５の劈開により形成されている。
【００７０】
図２３（ｂ）に示される構成のとおり、本実施形態による半導体レーザ素子の製造方法によれば、切断起点領域８と直交する方向をストライプ構造の長手方向とする半導体レーザ素子３９が得られる。すなわち、カソード電極３１及びアノード電極３３における長手方向と交差する方向の幅が活性層２５の該方向の幅よりも狭く形成されているので、活性層２５を流れる駆動電流は活性層２５の中心のストライプ状の部分に集まる。このストライプ状の部分は共振面３５に挟まれているので、活性層２５ではレーザ発振がストライプ状の部分に沿って起こることとなる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法及び半導体レーザ素子では、ウェハ２の基板１の内部に多光子吸収という現象により形成される改質領域でもって、切断予定ライン５に沿った切断起点領域を形成することができ、基板１を切断起点領域に沿って比較的小さな力で効率よく割って切断することができる。そして、基板１を切断することにより活性層２５が切断予定ライン５に沿って精度良く劈開される。したがって、この製造方法によれば、活性層２５の劈開による共振面３５を容易に且つ精度良く形成することができる。
【００７２】
また、本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法においては、基板１を切断する際に、ウェハ２に応力を印加している。切断起点領域を有するウェハ２は比較的小さな力で割って切断できるので、ウェハ２に応力を印加することによりウェハ２を容易に切断することができる。
【００７３】
また、本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法においては、基板１の内部にレーザ光Ｌを照射する際に、基板１の裏面４をレーザ光入射面としている。この製造方法によれば、ｎ型クラッド層２３、活性層２５、及びｐ型クラッド層２７など基板１上に積層される半導体層のいずれかがレーザ光Ｌを透過しない場合であっても、ウェハ２の基板１の内部に改質領域７でもって切断起点領域を形成することができる。そして、基板１の裏面４が平坦かつ滑面であれば、裏面４におけるレーザ光Ｌの散乱を防ぐことができる。
【００７４】
なお、ウェハ２の表面２２をレーザ光入射面として集光点Ｐにレーザ光Ｌを照射することにより、改質領域７を形成してもよい。ただし、この場合、基板１上に積層される活性層２５などの半導体層のレーザ光Ｌに対する透過率が、所定の透過率以上であることが必要となる。また、レーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成するために、基板１上に積層される各半導体層の屈折率を考慮してレーザ加工装置１００におけるウェハ２のＺ軸方向位置を定める必要がある。
【００７５】
図２４は、本実施形態による半導体レーザ素子の製造方法の変形例を説明するための断面図である。本変形例では、基板１の内部において、基板１の厚さ方向に複数の改質領域７を形成する。改質領域７をこのように形成するには、図１９に示されたフローチャートのステップＳ１１１（ウェハ２をＺ軸方向に移動）とステップＳ１１３（改質領域７の形成）とを交互に複数回行うとよい。また、ウェハ２をＺ軸方向に移動するのと改質領域７の形成とを同時に行うことにより、基板１の厚さ方向に連続して改質領域７を形成してもよい。
【００７６】
本変形例のように改質領域７を形成することにより、基板１の厚さ方向に延びた切断起点領域を形成することができる。従って、ウェハ２をより小さな力で割って切断することができる。さらに、基板１の厚さ方向に改質領域７によるクラックを成長させれば、外部からの力を必要とせずウェハ２を分離することもできる。
【００７７】
以上、本発明の実施形態及び変形例について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されないことはいうまでもない。
【００７８】
例えば、上記実施形態及び実施例では、第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型としているが、第１導電型がｐ型で第２導電型がｎ型であってもよい。また、ストライプ構造として、活性層の周囲に高抵抗層が埋め込まれた構造を含むことはもちろんである。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法及び半導体レーザ素子では、ウェハ２の基板１の内部に多光子吸収という現象により形成される改質領域７でもって、切断予定ライン５に沿った切断起点領域を形成することができ、基板１を切断起点領域に沿って比較的小さな力で効率よく割って切断することができる。そして、基板１を切断することにより活性層２５が切断予定ライン５に沿って精度良く劈開される。したがって、この製造方法によれば、活性層２５の劈開による共振面３５を効率良く、且つ精度良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ加工中の基板の平面図である。
【図２】図１に示す基板のII−II線に沿った断面図である。
【図３】レーザ加工後の基板の平面図である。
【図４】図３に示す基板のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図３に示す基板のV−V線に沿った断面図である。
【図６】切断された基板の平面図である。
【図７】本実施形態で用いるレーザ加工方法における電界強度とクラックスポットの大きさとの関係を示すグラフである。
【図８】本実施形態で用いるレーザ加工方法の第１工程における基板の断面図である。
【図９】本実施形態で用いるレーザ加工方法の第２工程における基板の断面図である。
【図１０】本実施形態で用いるレーザ加工方法の第３工程における基板の断面図である。
【図１１】本実施形態で用いるレーザ加工方法の第４工程における基板の断面図である。
【図１２】本実施形態で用いるレーザ加工方法により切断されたシリコンウェハの一部における断面の写真を表した図である。
【図１３】本実施形態で用いるレーザ加工方法におけるレーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフである。
【図１４】レーザ加工装置の概略構成図である。
【図１５】本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法において用いられるウェハを示す斜視図である。
【図１６】図１５に示されたウェハの底面図である。
【図１７】図１６に示されたウェハのVI−VI断面を示す拡大図である。
【図１８】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ためのフローチャートである。
【図１９】図１４に示されたレーザ加工装置を用いてウェハに切断起点領域を形成する方法を示すフローチャートである。
【図２０】半導体レーザ素子の製造方法を説明するためのウェハの断面図である。
【図２１】半導体レーザ素子の製造方法を説明するためのウェハの断面図である。
【図２２】（ａ）半導体レーザ素子の製造方法を説明するためのウェハの断面図である。（ｂ）半導体レーザ素子の製造方法を説明するためのウェハの斜視図である。
【図２３】（ａ）チップ状に切断された棒状部材を示す斜視図である。（ｂ）上記の工程を経て得られた半導体レーザ素子の構成を示す斜視図である。
【図２４】本実施形態による発光素子の製造方法の変形例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…ウェハ、４…裏面、５…切断予定ライン、７…改質領域、８…切断起点領域、９…クラック領域、１１…シリコンウェハ、１３…溶融処理領域、１９…オリエンテーションフラット、２１…表面、２３…ｎ型クラッド層、２５…活性層、２７…ｐ型クラッド層、２９…キャップ層、３１…カソード電極、３３…アノード電極、３５…共振面、３７…棒状部材、３９…半導体レーザ素子、１００…レーザ加工装置、１０１…レーザ光源、１０２…レーザ光源制御部、１０３…ダイクロイックミラー、１０５…集光用レンズ、１０７…載置台、１０９…Ｘ軸ステージ、１１１…Ｙ軸ステージ、１１３…Ｚ軸ステージ、１１５…ステージ制御部、１１７…観察用光源、１１９…ビームスプリッタ、１２１…撮像素子、１２３…結像レンズ、１２５…撮像データ処理部、１２７…全体制御部、１２９…モニタ、Ｌ…レーザ光、Ｐ…集光点。
【図１】
0004851060.tif 000002
【図２】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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