(57)【要約】  レーザ特性の悪化や特性バラつきの増大を低減する。半導体装置（１００）は、ＩＩＩ族窒化物半導体で構成された半導体基板（１）と、半導体基板（１）の第１面(１ａ)上に位置する積層構造体（２）とを備える半導体チップを備え、前記半導体チップにおける第１面(１ａ)と直行する側面のうちの少なくとも１つの側面には、半導体基板（１）における第１面(１ａ)と反対側の第２面（１ｂ）から積層構造体（２）における第１面(１ａ)と接する面とは反対側の第３面(１ａ)へ向けて延在する複数の溝状の加工痕（１０５）が、第２面（１ｂ）と平行な方向において２μｍ（マイクロメートル）以上３０μｍ以下のピッチで設けられている。
2020121767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＩＩ族窒化物半導体で構成された半導体基板と、前記半導体基板の第１面上に位置する積層構造体とを備える半導体チップを備え、  前記半導体チップにおける前記第１面と直行する側面のうちの少なくとも１つの側面には、前記半導体基板における前記第１面と反対側の第２面から前記積層構造体における前記第１面と接する面とは反対側の第３面へ向けて延在する複数の溝状の加工痕が、前記第２面と平行な方向において２μｍ（マイクロメートル）以上３０μｍ以下のピッチで設けられている半導体装置。
【請求項２】
前記複数の溝状の加工痕は、前記第２面から前記第３面までの長さの１／３以上の長さを備える請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数の溝状の加工痕は、間欠的に設けられており、  前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における当該第２面と平行な方向の長さは、隣接する前記溝状の加工痕間の長さよりも長い  請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における当該第２面と平行な方向の長さは、１０μｍ以下であり、  前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における当該第２面と平行な方向に対して垂直な方向の長さは、２μｍ以上である  請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における形状は、半円形又は半楕円形である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記溝状の加工痕それぞれにおける前記第２面側を底辺とした頂点の角度は、３０°以下である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における当該第２面と平行な方向の長さは、当該溝状の加工痕それぞれの前記第２面から前記第３面へ向けた長さの１／５〜１／１０の長さである請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記複数の溝状の加工痕は、前記第２面から前記第３面へ向けた長さが異なる２つの溝状の加工痕を含む請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記複数の溝状の加工痕は、前記第２面における当該第２面と平行な方向の長さが異なる少なくとも２つの溝状の加工痕を含む請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記ピッチは、長さの異なる少なくとも２つのピッチを含む請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの側面には、前記第３面から前記第２面へ向けて延在する傾斜面部が設けられている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体チップにおける少なくとも１つの角部には、前記第３面から前記第２面まで延在する溝が設けられている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記第１面は、半極性面である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第３面は、第１の導電型を備え、  前記第２面は、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を備える  請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記第１の導電型は、ｐ型であり、  前記第２の導電型は、ｎ型である  請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記積層構造体は、エピタキシャル層を含む請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記積層構造体は、発光層を含み、  前記複数の溝状の加工痕は、前記第２面から前記発光層までの一部に形成されている  請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記積層構造体は、前記第３面にリッジ構造を備える請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１９】
半導体レーザである請求項１に記載の半導体装置。
【請求項２０】
ＩＩＩ族窒化物半導体で構成された半導体基板の第１面上に積層構造体が形成された半導体チップを作製する工程と、  前記半導体チップに２次元格子状に配列する複数の半導体素子を形成する工程と、  前記半導体チップにおいて隣接する前記半導体素子間に、前記第１面と反対側の第２面から前記積層構造体における前記第１面と接する面とは反対側の第３面へ向けて延在する複数のケガキを、２μｍ以上２０μｍ以下のピッチで形成する工程と、  前記複数のケガキが形成された半導体チップを前記第１面側から押圧することで劈開する工程と、  を備える半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  半導体レーザ素子は、現在、様々な技術分野で利用されており、特に、例えばテレビやプロジェクタなどの映像表示装置の分野では不可欠の光デバイスになっている。このような用途では、光の三原色である赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ出力する半導体レーザ素子が必要となる。赤色及び青色の半導体レーザ素子は、すでに実用化されているが、最近では、緑色（波長５００〜５６０ｎｍ程度）の半導体レーザ素子の開発も活発に行われている。【０００３】  緑色のレーザ光を出力可能な半導体レーザ素子としては、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子が開発されている。六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子では、レーザ光の伝搬方向（導波方向）に直交する半導体レーザ素子の端面が反射面（以下、共振器端面という）として用いられる。【０００４】  このような構造の半導体レーザ素子の製造方法では、まず、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体からなる半導体基板の半極性面上に複数のレーザ構造体を形成する。次いで、レーザ構造体が形成された半極性面に、レーザスクライバを用いて所定方向に延在するスクライブ溝を形成し、その後、半導体基板における半極性面と反対側の面からスクライブ溝に沿ってブレードを押圧することで、半導体基板を劈開して半導体レーザ素子を個片化する。その際に劈開された端面は、共振器端面として利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１５９１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、上記従来のように、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子において、半極性面上に結晶成長を行った半導体基板を劈開して共振器端面を形成する場合、従来の｛０００１｝面等と同等のスクライブ条件では、劈開する位置付近の基板結晶面である｛０００１｝面の影響を強く受けるため、劈開面を半極性面に対して垂直に形成することが困難である。劈開面を半極性面に対して傾いた場合、半導体レーザ素子の特性が悪化したり、特性バラツキが増大したりなどの問題が発生する。【０００７】  そこで本開示では、レーザ特性の悪化や特性バラつきの増大を低減することが可能な半導体装置及び半導体装置の製造方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の半導体装置は、ＩＩＩ族窒化物半導体で構成された半導体基板と、前記半導体基板の第１面上に位置する積層構造体とを備える半導体チップを備え、前記半導体チップにおける前記第１面と直行する側面のうちの少なくとも１つの側面には、前記半導体基板における前記第１面と反対側の第２面から前記積層構造体における前記第１面と接する面とは反対側の第３面へ向けて延在する複数の溝状の加工痕が、前記第２面と平行な方向において２μｍ（マイクロメートル）以上３０μｍ以下のピッチで設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置としての半導体レーザ素子の概略構成例を示す斜視図である。
【図２】六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の結晶構造を示す図である（その１）。
【図３】六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の結晶構造を示す図である（その２）。
【図４】六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の結晶構造を示す図である（その３）。
【図５】第１の実施形態に係る半導体レーザ素子の厚さ方向の概略断面構造例を示す断面図である。
【図６】ウエハを劈開する工程を説明するための図である。
【図７】劈開する境界に沿って連続的に延在する線状の長いガイド溝を形成した場合に発生する課題の１つを説明するための図である。
【図８】劈開する境界に沿って連続的に延在する線状の長いガイド溝を分断した場合に発生する課題の１つを説明するための図である。
【図９】第１の実施形態に係る半導体レーザ素子の概略的な製造プロセスの一例を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態に係るＰ面ガイド溝が形成されたウエハの一例を示す図である。
【図１１】第１の実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをＮ面側から見た際の概略構成例を示す図である。
【図１２】図１１における一部の領域を拡大した拡大図である。
【図１３】第１の本実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをスクライブラインに沿って共振器長方向と垂直な面で切断した際の断面構造例を示す図である。
【図１４】第１の実施形態に係る劈開後の半導体レーザ素子における劈開面付近の断面構造を示す図である。
【図１５】第１の実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハを劈開する工程を説明するための図である。
【図１６】劈開する境界に沿って連続的に延在する線状の長いガイド溝が形成されたウエハを劈開する工程を説明するための図である。
【図１７】第１の実施形態に係るＰ面ガイド溝とＮ面ケガキとの位置関係を示す図である（その１）。
【図１８】第１の実施形態に係るＰ面ガイド溝とＮ面ケガキとの位置関係を示す図である（その２）。
【図１９】第１の実施形態に係るＰ面ガイド溝とＮ面ケガキとの位置関係を示す図である（その３）。
【図２０】第２の実施形態に係る半導体レーザ素子が形成されたウエハをスクライブラインに沿って切断した場合の断面構造例の一部を示す図である。
【図２１】第２の実施形態に係る半導体レーザ素子が形成されたウエハをＮ面側から見た場合の構成例の一部を示す図である。
【図２２】第３の実施形態に係るＮ面ケガキの一例を示す断面図である。
【図２３】第３の実施形態に係るＮ面ケガキの他の一例を示す断面図である。
【図２４】第３の実施形態に係るＮ面ケガキのさらに他の一例を示す断面図である。
【図２５】第４の実施形態に係るＮ面ケガキ及び貫通孔が形成されたウエハをスクライブラインに沿って共振器長方向と垂直な面で切断した際の断面構造例を示す図である。
【図２６】第５の実施形態に係るＮ面ケガキ及びＰ面ガイド溝が形成されたウエハをスクライブラインに沿って共振器長方向と垂直な面で切断した際の断面構造例を示す図である。
【図２７】第６の実施形態に係るＰ面ガイド溝の一例を示す断面図である。
【図２８】第６の実施形態に係るＰ面ガイド溝の他の一例を示す断面図である。
【図２９】第７の本実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをスクライブラインに沿って共振器長方向と垂直な面で切断した際の断面構造例を示す図である。
【図３０】第７の実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをＮ面側から見た際の概略構成例を示す図である。
【図３１】第８の本実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをスクライブラインに沿って共振器長方向と垂直な面で切断した際の断面構造例を示す図である。
【図３２】第８の実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをＮ面側から見た際の概略構成例を示す図である。
【図３３】第９の本実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをスクライブラインに沿って共振器長方向と垂直な面で切断した際の断面構造例を示す図である。
【図３４】第９の実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをＮ面側から見た際の概略構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下に、本開示の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
【００１１】  また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。    １．第１の実施形態      １．１  半導体レーザ素子の構造      １．２  半導体基板      １．３  半導体レーザ素子の断面構造      １．４  製造方法        １．４．１  製造プロセスにおける課題        １．４．２  全体フロー        １．４．３  レーザアブレーション加工      １．５  Ｐ面ガイド溝      １．６  Ｎ面ケガキ      １．７  作用・効果    ２．第２の実施形態    ３．第３の実施形態    ４．第４の実施形態    ５．第５の実施形態    ６．第６の実施形態    ７．第７の実施形態    ８．第８の実施形態    ９．第９の実施形態
【００１２】  １．第１の実施形態  まず、第１の実施形態に係る半導体装置及び半導体装置の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】  １．１  半導体レーザ素子の構造  図１は、本実施形態に係る半導体装置としての半導体レーザ素子の概略構成例を示す斜視図である。なお、本開示に係る半導体装置は半導体レーザ素子に限定されず、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）等の他の発光素子など、側面の少なくとも１つが劈開面で構成された種々の半導体装置とすることができる。また、図１に示す例では、リッジ型（屈折率導波型）の半導体レーザ素子１００を示すが、本開示はこれに限定されない。例えば、利得ガイド型の半導体レーザ素子など、種々の半導体装置に対して、以下に説明する本開示の技術を適用することができる。
【００１４】  図１に示すように、半導体レーザ素子１００は、半導体基板１と、エピタキシャル層２と、絶縁層３と、第１電極４と、第２電極５とを備える。
【００１５】  本実施形態において、半導体基板１には、例えば、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体が用いられる。また、半導体基板１は、半極性基板などの傾斜基板であってよい。
【００１６】  半導体レーザ素子１００では、半導体基板１の一方の面（図１では上面）が半極性面１ａであり、該半極性面１ａ上に、エピタキシャル層２、絶縁層３及び第１電極４がこの順で設けられている。また、半導体基板１の半極性面１ａとは反対側の面（図１では下面。以下、裏面という）１ｂ上には、第２電極５が設けられている。
【００１７】  また、半導体レーザ素子１００は、図１に示すように、略直方体状の形状を有し、半導体レーザ素子１００の第１電極４側の表面には、共振器長方向に延在したリッジ構造のストライプ部１０１が設けられている。なお、共振器長方向とは、半導体レーザ素子１００内でレーザ光が往復する方向である。
【００１８】  ストライプ部１０１は、半導体レーザ素子１００の一方の側面（後述する共振器端面１０２）から他方の側面（後述する共振器端面１０３）まで延在するように形成される。ストライプ部１０１の延在方向は、レーザ光の伝搬方向（共振器長方向）である。また、ストライプ部１０１に対応するエピタキシャル層２の領域は、光導波路に相当する。
【００１９】  なお、本実施形態では、ストライプ部１０１の延在方向を、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体におけるａ軸方向と直交する方向とする。ただし、ストライプ部１０１の延在方向は、この例に限定されず、例えば、用途、必要とするレーザ特性等の条件に応じて適宜設定することができる。
【００２０】  ストライプ部１０１の幅は、例えば、数μｍ〜数十μｍ又はそれ以下であってよく、また、ストライプ部１０１の延在長さ（共振器長）は、例えば、数百μｍ程度であってよい。
【００２１】  また、半導体レーザ素子１００は、４つの側面（端面）を有し、該４つの側面のうち、ストライプ部１０１の延在方向（図１中の共振器長方向）と直交する２つの側面（劈開面）は、レーザ共振器の反射面として作用する。すなわち、この２つの側面は共振器端面１０２及び１０３であり、この２つの共振器端面１０２及び１０３と、ストライプ部１０１に対応するエピタキシャル層２内の光導波路領域とにより、レーザ共振器が構成される。
【００２２】  ２つの共振器端面１０２及び１０３の少なくとも一方の表面上には、例えば、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２膜等の誘電体多層膜が設けられてもよい。このような端面コートを行うことで、共振器端面での反射率を調整することができる。
【００２３】  なお、本実施形態では、半導体基板１、エピタキシャル層２及び絶縁層３で構成されるレーザ構造体のストライプ部１０１側の表面（図１では上面）の４つの角部それぞれに、４つの傾斜面部１０４ａ〜１０４ｄが設けられている。各傾斜面部１０４ａ〜１０４ｄは、半導体レーザ素子１００の生産基板において、各共振器端面１０２及び１０３に沿う方向（図１中の素子幅方向）のスクライブライン上にそれぞれ設けられ且つ断面形状が略Ｖ字状の溝（後述するＰ面ガイド溝に相当）を画成する一方の側壁面の一部（残存部）である。すなわち、傾斜面部１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれは、Ｐ面ガイド溝を画成する一方の側壁面の残存部であり、傾斜面部１０４ｃ及び１０４ｄのそれぞれは、Ｐ面ガイド溝を画成する他方の側壁面の残存部である。したがって、各傾斜面部１０４ａ〜１０４ｄは、レーザ構造体の上面から裏面（半導体基板１の裏面１ｂに相当）へ向けて延在している。
【００２４】  例えば、半極性面１ａが｛２０−２１｝面付近の面方位である場合、傾斜面部１０４ａ及び１０４ｂ、並びに、傾斜面部１０４ｃ及び１０４ｄそれぞれの一方には、主に、｛０００１｝面（ｃ面）が露出する。この場合、ストライプ部１０１の延在方向（図１中の共振器長方向。後述するＰ面ガイド溝の溝幅方向に相当）における、ｃ面が露出していない傾斜面部の幅と、ｃ面が露出している傾斜面部の幅との比は、例えば、約６：４になる。すなわち、傾斜面部１０４ｃの幅と１０４ｄの幅との比率が１：１の比率からオフセットした状態となる。
【００２５】  また、半導体レーザ素子１００における共振器端面１０２及び１０３それぞれには、半導体基板１の裏面１ｂ側から共振器端面１０２及び１０３それぞれの途中まで形成された複数の溝状の加工痕１０５が設けられている。この溝状の加工痕１０５は、半導体レーザ素子１００の生産基板を劈開する際の劈開面が所望の面（例えば、半極性面１ａに対して実質的に垂直な面）となるように、劈開時の応力を制御するための溝（後述するＮ面ケガキに相当）の加工痕であり、例えば、半導体基板１の裏面１ｂから半極性面１ａ側に向かうにつれて径が縮小する半円錐形状又は半楕円錐形状の溝である。したがって、裏面１ｂから見た溝状の加工痕１０５の形状は、半円又は半楕円の形状となっている。また、裏面１ｂ側を底辺とした場合の溝状の加工痕１０５の頂点部分は、例えば、３０°以下の鋭角に尖っていてもよい。なお、溝状の加工痕１０５及びＮ面ケガキの詳細については、後述において説明する。
【００２６】  １．２  半導体基板  上述した構成において、半導体基板１には、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧＡＮ、ＩｎＧＡＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等の六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体が用いられる。また、半導体基板１には、例えば、キャリアの導電型がｎ型の基板が用いられる。ただし、これに限定されず、キャリアの導電型がｐ型の基板が半導体基板１として用いられてもよい。
【００２７】  また、本実施形態では、上述のように、エピタキシャル層２、絶縁層３及び第１電極４が設けられる半導体基板１の一方の面を半極性面１ａとする。半極性面１ａは、例えば、ｐ型の導電性を備える面である。ただし、これに限定されず、例えば、ｎ型の導電性を備える面（以下、Ｎ面ともいう）に、エピタキシャル層２、絶縁層３及び第１電極４を設けた構成とすることも可能である。
【００２８】  ここで、図２〜図４に、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の結晶構造を示す。なお、図２〜図４では、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体として窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いた場合を例示する。
【００２９】  図２及び図３に示すように、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体では、エピタキシャル層２内の後述する発光層に発生するピエゾ電界がｃ軸に沿って発生するため、ｃ軸に直交するｃ面（｛０００１｝面）は極性を有し、極性面とも称される。一方、ｍ軸に直交するｍ面（｛１０−１０｝面）は、ｃ軸に平行であるので無極性であり、無極性面とも称される。それに対して、ｃ軸をｍ軸方向に所定角度傾けた軸方向を法線方向とする面、例えば、図４に示す例では、ｃ軸をｍ軸方向に７５度傾けた軸方向を法線方向とする面（｛２０−２１｝面）は、ｃ面とｍ面との中間的な面となり、半極性面とも称される。
【００３０】  なお、半極性面１ａとしては、例えば、ｃ軸をｍ軸方向に４５度〜８０度、又は、１００度から１３５度傾けた方向が法線方向となる結晶面を用いることができる。また、上記角度範囲の中でも、長波長の発光を得るためには、半極性面１ａの法線方向とｃ軸との間の角度が、例えば、６３度〜８０度、又は、１００度〜１１７度であることが好ましい。これらの角度範囲では、エピタキシャル層２内の後述する発光層（活性層）でのピエゾ分極が小さくなるとともに、発光層成長（形成）時のインジウム（Ｉｎ）原子の取り込みが良好になり、発光層におけるＩｎ組成の可変範囲を広げることができる。それゆえ、半極性面１ａの法線方向とｃ軸との間の上記角度範囲とすることにより、長波長の発光を得ることが容易になる。
【００３１】  上記角度範囲内の法線方向を有する半極性面１ａとしては、例えば、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、｛１０−１−１｝面等の結晶面を用いることができる。なお、これらの結晶面から±４度程度、微傾斜した結晶面も半極性面１ａとして用いることができる。これらの結晶面を半極性面１ａとして用いた場合には、十分に平坦性及び直交性の優れた共振器端面１０２及び１０３を形成することができる。
【００３２】  １．３  半導体レーザ素子の断面構造  次に、本実施形態に係る半導体レーザ素子１００の断面構造例について、図５を参照して詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る半導体レーザ素子の厚さ方向（図５中の基板厚方向）の概略断面構造例を示す断面図である。なお、図５には、ストライプ部１０１の延在方向（図中の共振器長方向）に直交する断面が示されている。
【００３３】  図５に示すように、半導体レーザ素子１００は、レーザ構造体として、半導体基板１と、半導体基板１の半極性面１ａ上に設けられたエピタキシャル層２と、エピタキシャル層２上に形成された絶縁層３からなる半導体チップを備える。また、半導体レーザ素子１００は、エピタキシャル層２上部のストライプ部１０１上に設けられた第１電極４と、半導体基板１の裏面１ｂに設けられた第２電極５とを備える。なお、本説明では、半導体基板１をｎ型のＧａＮ半極性基板で構成した例を説明するが、半導体基板１はｎ型のＧａＮ半極性基板に限定されず、例えば、ｐ型のＧａＮ半極性基板など、種々変更されてよい。
【００３４】  エピタキシャル層２は、半導体基板１の半極性面１ａ（第１面）に設けられた積層構造体であり、例えば、下層から順に、バッファ層１１と、第１クラッド層１２と、第１光ガイド層１３と、発光層１４（活性層）と、第２光ガイド層１５と、キャリアブロック層１６と、第２クラッド層１７と、コンタクト層１８とを備える。
【００３５】  バッファ層１１は、例えば、ｎ型ＧａＮ層等の窒化ガリウム系半導体層で構成することができる。第１クラッド層１２は、例えば、ｎ型ＡｌＧａＮ層、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系半導体層で構成することができる。また、第１光ガイド層１３は、例えば、ｎ型ＧａＮ層、ｎ型ＩｎＧａＮ層等の窒化ガリウム系半導体層で構成することができる。
【００３６】  発光層１４は、例えば、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系半導体で構成された井戸層（不図示）と、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系半導体で構成された障壁層（不図示）とで構成される。なお、発光層１４の構造は、例えば、井戸層と障壁層とを交互に複数積層した多重量子井戸構造にしてもよい。なお、発光層１４は、エピタキシャル層２の発光領域である。
【００３７】  第２光ガイド層１５は、キャリアの導電型がｐ型の窒化ガリウム系半導体層で構成することができ、例えば、ｐ型ＧａＮ層、ｐ型ＩｎＧａＮ層等の窒化ガリウム系半導体層で構成することができる。キャリアブロック層１６（電子ブロック層）は、例えばｐ型ＡｌＧａＮ層で構成することができる。
【００３８】  第２クラッド層１７は、例えば、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＩｎＡｌＧａＮ層等の窒化ガリウム系半導体層で構成することができる。なお、本実施形態では、半導体レーザ素子１００をリッジ型としているため、第２クラッド層１７の第１電極４側の表面のストライプ部１０１に対応する領域以外の領域は、エッチング処理等によって彫り込まれている。これにより、第２クラッド層１７の第１電極４側の表面のストライプ部１０１に対応する領域に、リッジ部１７ａが設けられる。なお、リッジ部１７ａは、ストライプ部１０１と同様に、各共振器端面と略直交する方向に延在して設けられ、かつ、一方の共振器端面１０２から他方の共振器端面１０３まで延在して設けられている。
【００３９】  コンタクト層１８は、例えばｐ型ＧａＮ層で構成することができる。また、コンタクト層１８は、第２クラッド層１７のリッジ部１７ａ上に設けられている。
【００４０】  絶縁層３は、例えばＳｉＯ２膜等の絶縁層で構成される。絶縁層３は、図５に示すように、第２クラッド層１７のリッジ部１７ａ以外の領域上、並びに、リッジ部１７ａ及びコンタクト層１８の側面上に設けられている。
【００４１】  第１電極４（ｐ側電極）は、例えばＰｄ膜等の導電膜で構成することができる。また、第１電極４は、コンタクト層１８上、及び、絶縁層３のコンタクト層１８側の端面上に設けられている。なお、本実施形態に係る半導体レーザ素子１００では、パッド電極用の電極膜が、絶縁層３及び第１電極４を覆うようにして設けられてもよい。
【００４２】  第２電極５（ｎ側電極）は、例えばＡｌ膜等の導電膜で構成することができる。また、第２電極５は、半導体基板１の裏面１ｂ上に設けられている。
【００４３】  １．４  製造方法  次に、本実施形態に係る半導体レーザ素子１００の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】  １．４．１  製造プロセスにおける課題  六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子の一般的な製造では、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition）法などを用いて結晶成長することで、ウエハ状の半導体基板の半極性面にエピタキシャル層を成膜する。そして、エピタキシャル層の上面に、光導波路又は電流狭窄を目的としリッジ部を形成する。つづいて、半導体基板へ電流を流すための構成として、エピタキシャル層の上面（以下、Ｐ面という）及び半導体基板の裏面（以下、Ｎ面という）にそれぞれ電極を形成する。
【００４５】  次に、図６に例示するように、上記のようにして複数の半導体レーザ素子が形成されたウエハ９００を、Ｐ面が下向きとなるように、対をなす受け刃９１０上に載置し、ブレードと呼ばれるブレイキング装置９２０で押圧して局所的に応力を与えることで、ウエハを共振器端面となる境界（スクライブライン）に沿って劈開する。これにより、ウエハが複数の半導体レーザ素子が素子幅方向に沿って配列する複数のバー状チップに分割される。なお、この劈開により形成された劈開面が、半導体レーザ素子の共振器端面となる。
【００４６】  しかしながら、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた半導体基板の半極性面上に結晶成長を行って作製した半導体レーザ素子の共振器端面を形成に際し、上述したように、従来の｛０００１｝面等に対するスクライブ条件と同等の条件を用いた場合、劈開する位置付近の基板結晶面（基底面ともいう）であるすべり面（｛０００１｝面）の影響を強く受けつつ亀裂が進展し、それにより、発光層９０２付近の劈開面を共振器長方向に対して垂直に形成することが困難となる。
【００４７】  このような問題を解決する方法としては、例えば、Ｐ面又はＰ面及びＮ面の両面に、劈開する境界に沿って、劈開する面が所望の面となるように劈開をガイドするための溝（以下、ガイド溝という）を形成する方法が考えられる。
【００４８】  また、Ｎ面により深いガイド溝を形成することは、より垂直な共振器端面を得るために有効であると考えられる。
【００４９】  ただし、レーザアブレーション加工では、レーザ光が吸収され熱に変わることで半導体基板に溝が形成されるため、加工深さを得ようとした場合、より高いエネルギーが必要となり、それにより、最初にレーザが当たる最表面（Ｎ面）における溝の開口が大きくなるという事象が発生する。
【００５０】  また、例えば、劈開する境界に沿って連続的に延在する線状の長いガイド溝をＮ面に形成することも考えられるが、このような加工形状では、例えば、図７に示すように、半導体基板９０１のＮ面側から亀裂（基底面転移）が進展し、進展した亀裂が発光層９０２近傍で下地となる｛２０−２１｝面の影響を強く受け、その結果、共振器端面の垂直性が損なわれてレーザ特性が悪化してしまうというリスクが存在するため、Ｎ面に形成するガイド溝を深くすることができないという課題が存在する。
【００５１】  さらに、劈開する境界に沿って連続的に延在する線状の長いガイド溝をＮ面に形成した場合、劈開時に目的のスクライブラインではなく、又は、目的のスクライブラインに加え、別のスクライブラインが劈開してしまうという可能性も存在する。
【００５２】  この他にも、例えば、劈開する境界に沿って連続的に延在する線状のガイド溝を分断し、ガイド溝が形成されない領域を一部に設けた場合では、Ｎ面側に形成したガイド溝の効果を十分に得ることができず、それにより、例えば、図８に例示するように、半導体基板９０１のＰ面側から亀裂が｛０００１｝面に沿って進展して共振器端面の垂直性が損なわれ、その結果、レーザ特性が悪化してしまうという課題が存在する。
【００５３】  このように、単にＮ面側にガイド溝を形成するだけでは、Ｎ面側から進展する亀裂を低減することと、安定的に垂直な共振器端面を得ることとの両立が困難であるという課題が存在する。その結果、共振器端面の垂直性を十分に確保できず、実質的な反射率の低下や導波ロスが生じ、それにより、レーザ発振に必要となる閾値電流Ｉｔｈやスロープ効率などが悪化して、結果的にレーザ特性が悪化してしまうという問題が発生する。また、一定電流での光変換効率の低下により、長期動作時の素子の寿命が短くなってしまうという問題も発生する。
【００５４】  そこで本実施形態では、後述するように、Ｎ面に短い周期で間欠的にガイド溝（以下、Ｎ面ケガキという）を形成する。このような短い周期で間欠的に繰り返されるＮ面ケガキに形成することで、Ｎ面側からの亀裂の意図しない進展を抑制することが可能となるため、より深いケガキを形成することが可能となる。その結果、共振器端面の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【００５５】  また、短い周期で間欠的にＮ面ケガキを形成することで、Ｎ面ケガキ間におけるケガキが存在しない領域を極めて短くすることが可能となるため、Ｎ面ケガキの効果を十分に発揮させて共振器端面の垂直性を確保することも可能となる。
【００５６】  １．４．２  全体フロー  つづいて、本実施形態に係る半導体レーザ素子１００の製造プロセスを、図９を参照して詳細に説明する。図９は、本実施形態に係る半導体レーザ素子の概略的な製造プロセスの一例を示すフローチャートである。
【００５７】  図９に示すように、本製造プロセスでは、まず、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体で構成された半導体基板１の半極性面１ａ上に、例えばＭＯＣＶＤ法等の手法を用いて、各種半導体膜を所定の順序でエピタキシャル成長させて、エピタキシャル層２を形成する（ステップＳ１０１）。具体的には、半極性面１ａ上に、バッファ層１１、第１クラッド層１２、第１光ガイド層１３、発光層１４、第２光ガイド層１５、キャリアブロック層１６、第２クラッド層１７及びコンタクト層１８を構成する各半導体膜を、この順でエピタキシャル成長させる。なお、半導体基板１は、サーマルクリーニング等で事前に処理されていてもよい。
【００５８】  次に、エピタキシャル層２が形成された半導体基板１の最上面（以下、Ｐ面という）におけるストライプ部１０１の形成領域にマスクを形成する。つづいて、Ｐ面におけるマスクが形成された領域以外の領域をエッチングすることで、各半導体レーザ素子１００のコンタクト層１８側の表面に、リッジ部１７ａを形成する（ステップＳ１０２）。なお、Ｐ面とは、例えば、ｐ型の導電性を備える面であってよい。
【００５９】  具体的には、ストライプ部１０１の形成領域以外の領域をコンタクト層１８の表面から第２クラッド層１７の所定深さまで彫り込むことで、ストライプ部１０１の形成領域にリッジ部１７ａを形成する。この際、ストライプ部１０１の延在方向において隣接する半導体レーザ素子１００の形成領域を跨がるように、言い換えれば、共振器端面１０２及び１０３となる境界を横切るように、リッジ部１７ａをストライプ部１０１の延在方向に沿って連続して形成する。
【００６０】  次に、リッジ部１７ａ上のマスクを除去した後、リッジ部１７ａが形成されたＰ面全体に、例えば、蒸着法、スパッタ法等の手法を用いて、絶縁層３を構成する絶縁層を形成する（ステップＳ１０３）。なお、リッジ部１７ａ上のマスクの除去は、絶縁層の形成後であってもよい。また、マスクを例えば金属などで形成した場合には、そのマスクを除去せずに第１電極４の一部として使用することも可能である。
【００６１】  次いで、上述のようにして半導体基板１にリッジ部１７ａを含むエピタキシャル層２及び絶縁層３が形成された生産基板に、第１電極４及び第２電極５をそれぞれ構成する電極膜を形成する（ステップＳ１０４）。
【００６２】  具体的には、第１電極４を構成する電極膜（第１電極膜）は、次のようにして形成される。まず、フォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いて、各リッジ上の絶縁層を除去し、表面にコンタクト層１８を露出させる。次いで、露出した各コンタクト層１８上に、例えば、リフトオフ等の手法を用いて、第１電極４を構成する電極膜を形成する。
【００６３】  一方、第２電極５を構成する電極膜（第２電極膜）は、次のようにして形成される。まず、半導体基板１の裏面１ｂを研磨して、半導体基板１の厚さを所望の厚さに設定する。次いで、例えば、蒸着法、スパッタ法等の手法を用いて、半導体基板１の裏面１ｂに第２電極５を構成する電極膜を形成する。なお、後のステップＳ１０６でＮ面ケガキが形成される領域に形成された電極膜は、例えば、リフトオフ等の手法により除去されてもよい。
【００６４】  上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０４を実行することで、個片化前のウエハに、複数の半導体レーザ素子１００が２次元状に配列して形成される。
【００６５】  次いで、レーザ光の伝搬方向において隣接する半導体レーザ素子１００の形成領域間の境界（スクライブライン）に沿って、個片化時に劈開される面をガイドするためのＰ面ガイド溝を、ウエハの最上面にあたるＰ面に形成する（ステップＳ１０５）。
【００６６】  Ｐ面ガイド溝は、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いて形成することができる。また、Ｐ面ガイド溝は、ウエハのＰ面において、レーザ光の伝搬方向（ストライプ部１０１の延在方向）と直交する方向の境界（共振器端面側の境界。スクライブラインに相当）に沿って形成される。さらに、Ｐ面ガイド溝は、ウエハのＰ面において、各半導体レーザ素子１００の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に形成される。ただし、Ｐ面ガイド溝は、共振器端面１０２及び１０３となる境界を横切るストライプ部１０１とは交差しない領域に形成される。すなわち、ステップＳ１０５では、Ｐ面ガイド溝は、共振器端面１０２及び１０３となる境界それぞれに沿って断続的に形成される。
【００６７】  次に、本実施形態では、第２電極５が形成された半導体基板１の裏面１ｂに、例えば、共振器端面１０２及び１０３となる境界（スクライブライン）に沿って配列する複数のＮ面ケガキを形成する（ステップＳ１０６）。スクライブラインに沿ったＮ面ケガキの形成には、例えば、レーザアブレーションを用いることができる。具体的には、作製された生産基板をレーザスクライブ装置に装着し、スクライブラインに沿って間欠的にレーザパルスを照射することで、スクライブラインに沿って配列する複数のＮ面ケガキを形成する。
【００６８】  次いで、生産基板の裏面１ｂにおけるＮ面ケガキが形成された領域（生産基板のＰ面側におけるＰ面ガイド溝が形成された領域と対向する領域に相当）に、ブレードと呼ばれるブレイキング装置（不図示）を押圧して応力を与えることで、生産基板を共振器端面１０２及び１０３となる境界（スクライブライン）に沿って劈開する（ステップＳ１０７）。そして、この劈開処理を、共振器端面１０２及び１０３となる境界毎に繰り返すことで、生産基板を、共振器長方向と垂直な方向（素子幅方向）に沿って複数の半導体レーザ素子１００が配列する複数のバー状チップに分割する。
【００６９】  なお、ステップＳ１０７の劈開は、例えば、図６を用いて例示した劈開と同様に、ウエハのＰ面を下に向けた状態で対をなす受け刃上に載置し、Ｎ面側からブレイキング装置を押圧して局所的に応力を与えることで、行なわれてよい。
【００７０】  このような劈開では、半導体基板１の裏面１ｂに形成されたＮ面ケガキ及び生産基板のＰ面に形成されたＰ面ガイド溝によって、劈開時の応力がストライプ部１０１付近に集中するため、ストライプ部１０１付近では、所望の位置に精度良く共振器端面１０２及び１０３が形成される。それにより、平坦性及び直交性の優れた共振器端面１０２及び１０３を得ることができる。
【００７１】  次いで、上記ステップＳ１０７で劈開された各バー状チップの劈開面（共振器端面）に、誘電体多層膜を形成する（ステップＳ１０８）。そして、各バー状チップを素子幅方向に配列する半導体レーザ素子１００間の境界に沿って切断することで、各バー状チップを複数の半導体レーザ素子１００のチップに個片化する（ステップＳ１０９）。これにより、図１に例示するような半導体レーザ素子１００が製造される。
【００７２】  １．４．３  レーザアブレーション加工  なお、図９のステップＳ１０６におけるＮ面ケガキの形成で用いられるレーザアブレーション加工には、例えば、半導体基板１に六方結系ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた場合、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体が吸収し易い波長である３５５ｎｍ（ナノメートル）のレーザ光を用いることが可能である。
【００７３】  また、レーザアブレーション加工では、レーザ発振器から出力されたパルス状のレーザ光が、レンズ等の光学系にて集光されて、加工対象物であるウエハに照射される。ウエハに集光されたレーザ光は、ウエハに吸収されることで熱エネルギーに変化する。ウエハにおけるレーザ光が照射された領域は、この熱エネルギーによって蒸発する。その結果、ウエハにおけるレーザ光が照射された領域に、レーザ光のエネルギー（レーザパワー）やパルス形状や照射方向に応じた径、深さ及び形状のＮ面ケガキが形成される。
【００７４】  例えば、レーザ光を低パワーとした場合、浅いＮ面ケガキが形成され、高パワーとした場合、深いＮ面ケガキが形成される。また、レーザ光を短パルスとした場合、円錐状又はレーザ光の走査方向を短軸とした楕円錐状のＮ面ケガキが形成され、長パルスとした場合、レーザ光の走査方向を長軸とした楕円錐状のＮ面ケガキが形成される。
【００７５】  また、レーザアブレーション加工では、高速シャッター等を用いて走査中にシャッターを開閉させることで、Ｎ面ケガキが形成された領域とＮ面ケガキが形成されていない領域とを交互に配置することができる。
【００７６】  さらに、Ｎ面ケガキの高速で加工深さを調整する場合には、音響光学変調器（ＡＯＭ）等を用いることが可能である。ＡＯＭを用いて強度を調整することで、連続的に深くすることや連続的に浅くすることが可能となる。例えば、ＡＯＭを用いることで、走査方向と同じ方向で分割して横から観察した場合のＮ面ケガキの加工痕の形状が三角形や台形等となるようなＮ面ケガキを形成することも可能である。
【００７７】  １．５  Ｐ面ガイド溝  図１０は、本実施形態に係るＰ面ガイド溝が形成されたウエハの一例を示す図であって、例えば、図９におけるステップＳ１０５又はＳ１０６の後の状態を示す図である。なお、図１０には、ウエハをＰ面側から見た構成が示されている。また、図１０に示されるウエハは、全体の中の一部の領域であり、実際には、より多くの半導体レーザ素子１００が２次元格子状に配列している。
【００７８】  図１０に示すように、ウエハ１０には、複数の半導体レーザ素子１００が２次元格子状に配列した状態で作製されている。Ｐ面ガイド溝１０４は、例えば、ウエハ１０のＰ面における隣接する半導体レーザ素子１００間に設定されたスクライブラインＬ１０に沿って設けられている。なお、スクライブラインＬ１０は、例えば、レーザ光の伝搬方向であるストライプ部１０１の延在方向（共振器長方向に相当）と直交する方向（素子幅方向に相当）に沿って設定されている。
【００７９】  また、Ｐ面ガイド溝１０４は、ウエハのＰ面において、各半導体レーザ素子１００の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に設けられている。ただし、Ｐ面ガイド溝１０４は、共振器端面１０２及び１０３となる境界を横切るストライプ部１０１とは交差しないよう、断続的に設けられている。
【００８０】  Ｐ面ガイド溝１０４の素子幅方向から見た溝形状は、例えば、略Ｖ字状であってよい。また、Ｐ面ガイド溝１０４の共振器長方向から見た溝形状は、例えば、略台形であってもよい。さらに、Ｐ面ガイド溝１０４のストライプ部１０１側の端部（先端部）の形状は、例えば、Ｐ面側から見て略Ｖ字状であってよい。
【００８１】  さらにまた、Ｐ面ガイド溝１０４の共振器長方向における幅は、約０．１μｍ〜５μｍの範囲の幅に設定されてよく、より好ましくは、約０．１μｍ〜２．０μｍの範囲の幅に設定されてよい。さらにまた、Ｐ面ガイド溝１０４の深さは、例えば約０．５μｍ〜３０μｍの範囲の深さに設定されて良く、より好ましくは、約１．０μｍ〜２５．０μｍの範囲の深さに設定されてよい。
【００８２】  １．６  Ｎ面ケガキ  図１１は、本実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをＮ面側から見た際の概略構成例を示す図であって、例えば、図９におけるステップＳ１０５又はＳ１０６の後の状態を示す図である。また、図１２は、図１１における一部の領域を拡大した拡大図である。図１３は、本実施形態に係るＮ面ケガキが形成されたウエハをスクライブラインに沿って共振器長方向と垂直な面で切断した際の断面構造例を示す図である。図１４は、劈開後の半導体レーザ素子における劈開面付近の断面構造を示す図である。なお、図１１及び図１３に示されるウエハは、全体の中の一部の領域であり、実際には、より多くの半導体レーザ素子１００が２次元格子状に配列している。
【００８３】  図１１〜図１３に示すように、ウエハ１０のＮ面には、ウエハ１０のＮ面における隣接する半導体レーザ素子１００間に設定されたスクライブラインＬ１０に沿って、複数のＮ面ケガキ１０６が間欠的に設けられている。
【００８４】  Ｎ面ケガキ１０６の溝形状は、上述したように、例えば、円錐形や、レーザアブレーション加工におけるレーザ光の走査方向を短軸又は長軸とした楕円錐形であってよい。
【００８５】  Ｎ面ケガキ１０６の素子幅方向の長さは、例えば、約２．０μｍ〜２０μｍの範囲の幅に設定されてよく、例えば、８μｍとすることができる。また、共振器長方向の長さは、例えば、約２．０μｍ〜１０μｍの範囲の幅に設定されてよく、例えば、２μｍとすることができる。なお、Ｎ面ケガキ１０６の素子幅方向の長さは、隣接するＮ面ケガキ１０６間の間隔よりも長い。
【００８６】  Ｎ面ケガキ１０６の深さ、すなわち、共振器端面１０２又は１０３に設けられるＮ面ケガキ１０６の加工痕である溝状の加工痕１０５のＮ面からの基板厚方向の長さ（以下、Ｎ面ケガキ１０６の深さという）は、図１４に示すように、例えば、エピタキシャル層２における発光層１４に届かない程度の深さであればよく、例えば、３５μｍ程度とすることができる。ただし、Ｎ面ケガキ１０６を形成したことによる効果をある程度発揮させるためには、Ｎ面ケガキ１０６の深さは、例えば、Ｎ面からＰ面までの長さの１／３以上であることが好ましい。
【００８７】  なお、Ｎ面ケガキ１０６の素子幅方向の長さを基準とした場合、Ｎ面ケガキ１０６の深さは、Ｎ面ケガキ１０６の素子幅方向の長さの５倍から１０倍程度の長さとされてもよい。また、エピタキシャル層２の膜厚を例えば１０μｍ程度とした場合、Ｎ面ケガキ１０６の深さは、Ｎ面から発光層１４に届かない程度の１０μｍ前後とされてもよい。
【００８８】  スクライブラインＬ１０に沿って配列するＮ面ケガキ１０６のピッチは、例えば、２〜３０μｍ程度に設定されてよく、例えば、２０μｍ程度とすることができる。その際、Ｎ面ケガキ１０６が形成された領域の素子幅方向の長さを、Ｎ面ケガキ１０６が形成されていない領域の素子幅方向の長さよりも長くすることで、Ｎ面ケガキ１０６を形成したことによる効果を十分に発揮させることが可能である。例えば、Ｎ面ケガキ１０６が形成された領域の素子幅方向の長さ（Ｎ面ケガキ１０６の素子幅方向の長さ）を８μｍとした場合、Ｎ面ケガキ１０６が形成されていない領域の素子幅方向の長さを２μｍと、Ｎ面ケガキ１０６の素子幅方向の長さに比べて十分に短い長さに設定することで、Ｎ面ケガキ１０６を形成したことによる効果を十分に得ることが可能である。
【００８９】  なお、ピッチとは、Ｎ面におけるＮ面ケガキ１０６の開口中心から隣接するＮ面ケガキ１０６の開口中心までの距離であってよい。
【００９０】  また、隣接するＮ面ケガキ１０６同士は、必ずしも分離している必要はない。言い換えれば、隣接するＮ面ケガキ１０６間が離間して間にＮ面ケガキ１０６が形成されていない領域が介在している構成は必須ではなく、隣接するＮ面ケガキ１０６同士の一部がＮ面付近で重なっていてもよい。ただし、その場合でも、Ｎ面ケガキ１０６の先端（Ｎ面から最も遠い位置）では、隣接するＮ面ケガキ１０６間が分離しているとよい。
【００９１】  以上のようなＮ面ケガキ１０６をウエハ１０のＮ面に形成した状態で劈開することで、図１５に示すように、劈開部分の断面２次モーメントを大きくすることが可能となる。それにより、例えば、図１６に示すような、ウエハ９００のＮ面に連続的なガイド溝９０６を形成した場合と比較して、Ｎ面側から意図しない面に沿って亀裂が進展してしまうことを抑制することが可能となる。なお、図１５及び図１６において、（ａ）は、スクライブラインに沿ったウエハ１０／９１０の概略断面を示す図であり、（ｂ）は、ウエハ１０／９１０に対して与える劈開時の力の方向を示す図である。
【００９２】  また、Ｎ面に形成する連続的な線状のガイド溝（例えば、図１６参照）を分断して一部分にガイド溝を形成しない領域を設けることも考えられるが、この場合、Ｎ面側から意図しない亀裂が進展してしまうことは低減できるものの、十分な深さを得ることが困難であるため、垂直な共振器端面を形成する効果については、本実施形態に係るＮ面ケガキ１０６で得られる効果ほど、十分であるとは言えない。
【００９３】  なお、図１７に示すように、Ｎ面ケガキ１０６が形成されるＮ面上の位置は、Ｐ面ガイド溝１０４が形成されるＰ面上の位置と共振器長方向において対応する位置であることが望ましいが、例えば、図１８又は図１９に示すように、共振器長方向に沿って左右どちらかにずれていても構わない。
【００９４】  １．７  作用・効果  以上のように、本実施形態では、Ｎ面に短い周期で間欠的にＮ面ケガキ１０６が形成する。このような短い周期で間欠的に繰り返されるＮ面ケガキ１０６に形成しておくことで、Ｎ面側からの亀裂の意図しない進展を抑制することが可能となるため、より深いケガキを形成することが可能となる。その結果、共振器端面１０２及び１０３の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【００９５】  また、短い周期で間欠的にＮ面ケガキ１０６を形成しておくことで、Ｎ面ケガキ１０６間におけるケガキが存在しない領域を極めて短くすることが可能となるため、発光層１４近傍に劈開時の応力を集中することが可能となる。それにより、素子幅方向からの亀裂の進展を抑制して発光層１４近傍の断層を低減することが可能となる。
【００９６】  さらに、Ｎ面側からの意図しない亀裂の進展が抑制されることで、さらに深いＮ面ケガキ１０６を形成することが可能となるため、共振器端面１０２及び１０３の垂直性をより安定して向上することが可能となる。その結果、レーザ特性の向上のみならず、レーザ特性のばらつきを抑制することも可能となる。具体的には、例えば、閾値電流やスロープ効率、及び、そのばらつきを抑制することが可能となる。また、ＦＦＰ（遠視野像）スペクトルの光軸ズレとそのばらつきを抑制するも可能となる。
【００９７】  さらにまた、共振器端面１０２及び１０３の平坦性が向上されるため、ＥＳＤ（Electro  Static  Discharge）レベルの改善や、ＣＯＤ（Catastrophic  Optical  Damage）レベルの改善や、長期信頼性の向上を達成することも可能である。
【００９８】  ２．第２の実施形態  上述した第１の実施形態では、原則として、隣接するＮ面ケガキ１０６の間にＮ面ケガキ１０６が形成されていない領域が介在している場合を例示したが、このような構成に限定されず、例えば、図２０及び図２１に示すように、隣接するＮ面ケガキ１０６同士がＮ面付近で重なっていてもよい。なお、図２０は、第２の実施形態に係る半導体レーザ素子が形成されたウエハをスクライブラインに沿って切断した場合の断面構造例の一部を示す図であり、図２１は、第２の実施形態に係る半導体レーザ素子が形成されたウエハをＮ面側から見た場合の構成例の一部を示す図である。
【００９９】  このような構成によっても、Ｎ面に短い周期でＮ面ケガキ１０６が形成されるため、第１の実施形態と同様に、Ｎ面側からの亀裂の意図しない進展を抑制することが可能となる。その結果、共振器端面１０２及び１０３の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【０１００】  その他の構成、製造方法及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１０１】  ３．第３の実施形態  また、上述した実施形態では、Ｎ面ケガキ１０６が円錐形状又は楕円錐形状である場合を例示したが、このような構成に限定されるものではない。
【０１０２】  例えば、図２２に例示するＮ面ケガキ２０６のように、Ｎ面を底面とした場合の頂点部分が平面となっていてもよい。又は、平面に代えて、鈍角や曲面となっていてもよい。また、図２２に例示するＮ面ケガキ２０６のように、Ｎ面付近が円筒形状となっていてもよい。
【０１０３】  また、例えば、図２３に例示するＮ面ケガキ２１６や図２４に例示するＮ面ケガキ２２６のように、Ｎ面を底面とした場合の頂点部分が、Ｎ面における開口の中心から素子幅方向にシフトしていてもよい。その場合、図２３又は図２４に示すように、半導体レーザ素子が形成されたウエハを劈開したときに出現する溝（第１の実施形態における溝状の加工痕１０５に相当）の劈開面における形状は、一方の斜辺が略直線で、他方の斜辺が曲線である形状となっていてもよい。
【０１０４】  このように、ウエハに形成するＮ面ケガキは、素子幅方向から観察した場合に頂点部分が細い形状となっていれば、種々変形することが可能である。
【０１０５】  そして、このような構成によっても、Ｎ面に短い周期でＮ面ケガキ１０６が形成されるため、上述した実施形態と同様に、Ｎ面側からの亀裂の意図しない進展を抑制することが可能となる。その結果、共振器端面１０２及び１０３の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【０１０６】  その他の構成、製造方法及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１０７】  ４．第４の実施形態  また、図２５に例示するように、Ｐ面ガイド溝１０４及びＮ面ケガキ１０６（Ｎ面ケガキ２０６及び２１６を含む。以下、同じ）に加え、半導体レーザ素子１００が形成されたウエハ１０を基板厚方向に貫通する貫通孔３０１が設けられてもよい。貫通孔３０１は、例えば、ウエハ１０における、各半導体レーザ素子１００の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に形成されてよい。
【０１０８】  この貫通孔３０１は、半導体レーザ素子１００を個片化した際に、半導体レーザ素子１００の角部においてＰ面からＮ面まで延在する溝として残存する。
【０１０９】  このように、各半導体レーザ素子１００の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に貫通孔３０１を設けることで、角部からの亀裂の進展を低減することができる。それにより、共振器端面１０２及び１０３の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【０１１０】  その他の構成、製造方法及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１１１】  ５．第５の実施形態  また、Ｐ面ガイド溝１０４は、ウエハ１０のＰ面における全ての半導体レーザ素子１００の角部に設けられている必要はなく、例えば、図２６に示すように、半導体レーザ素子１００の角部のうちの少なくとも１つにＰ面ガイド溝１０４が設けられていない構成とすることも可能である。
【０１１２】  このような構成とした場合でも、上述した実施形態と同様に、Ｎ面側からの亀裂の意図しない進展を抑制することが可能となる。その結果、共振器端面１０２及び１０３の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【０１１３】  その他の構成、製造方法及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１１４】  ６．第６の実施形態  また、上述した実施形態では、共振器長方向から見たＰ面ガイド溝１０４の溝形状が略台形である場合を例示したが、このような構成に限定されず、例えば、図２７に例示するＰ面ガイド溝４０４のように、共振器長方向から見た形状が略四角形であってもよいし、また、図２８に例示するＰ面ガイド溝４１４のように、共振器長方向から見た形状が略三角形であってもよい。
【０１１５】  このように、共振器長方向から見たＰ面ガイド溝１０４の溝形状は、種々変形することが可能である。
【０１１６】  そして、このような構成によっても、Ｎ面に短い周期でＮ面ケガキ１０６が形成されるため、上述した実施形態と同様に、Ｎ面側からの亀裂の意図しない進展を抑制することが可能となる。その結果、共振器端面１０２及び１０３の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【０１１７】  その他の構成、製造方法及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１１８】  ７．第７の実施形態  また、上述した第１の実施形態では、Ｎ面ケガキ１０６の深さが実質的に一定である場合を例示したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、図２９に例示するように、深さの異なるＮ面ケガキ５０６及び５１６がスクライブラインに沿って交互に配列した構成とすることも可能である。
【０１１９】  深さの異なるＮ面ケガキ５０６及び５１６は、例えば、レーザアブレーション加工に使用するレーザパルスの共振器長方向の強度分布を変化させることで、形成することができる。その場合、図３０に示すように、ウエハ１０のＮ面における深い方のＮ面ケガキ５１６の開口の共振器長方向の長さは、浅い方のＮ面ケガキ５０６の開口の共振器長方向の長さよりも長くなってもよい。
【０１２０】  ただし、レーザパルスの共振器長方向の強度分布に限定されず、素子幅方向の強度分布を変化させることで、深さの異なるＮ面ケガキ５０６及び５１６が係止されてもよい。その場合、ウエハ１０のＮ面における深い方のＮ面ケガキ５１６の開口の素子幅方向の長さは、浅い方のＮ面ケガキ５０６の開口の素子幅方向の長さよりも長くなってもよい。
【０１２１】  このような構成によっても、Ｎ面に短い周期でＮ面ケガキ５０６及び５１６が形成されるため、上述した実施形態と同様に、Ｎ面側からの亀裂の意図しない進展を抑制することが可能となる。その結果、共振器端面１０２及び１０３の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【０１２２】  その他の構成、製造方法及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１２３】  ８．第８の実施形態  また、上述した第１の実施形態では、Ｎ面ケガキ１０６の素子幅方向の長さが実質的に一定である場合を例示したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、図３１に例示するように、素子幅方向の長さが異なるＮ面ケガキ６０６及び６１６がスクライブラインに沿って交互に配列した構成とすることも可能である。
【０１２４】  素子幅方向の長さが異なるＮ面ケガキ６０６及び６１６は、例えば、レーザアブレーション加工に使用するレーザパルスの素子幅方向の強度分布、又は、レーザパルスのパルス長を変化させることで、形成することができる。その場合、図３２に示すように、ウエハ１０のＮ面における長い方のＮ面ケガキ５１６の開口の素子幅方向の長さは、短い方のＮ面ケガキ５０６の開口の素子幅方向の長さよりも長くなってもよい。
【０１２５】  このような構成によっても、Ｎ面に短い周期でＮ面ケガキ６０６及び６１６が形成されるため、上述した実施形態と同様に、Ｎ面側からの亀裂の意図しない進展を抑制することが可能となる。その結果、共振器端面１０２及び１０３の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【０１２６】  その他の構成、製造方法及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１２７】  ９．第９の実施形態  また、上述した第１の実施形態では、Ｎ面ケガキ１０６間のピッチが一定である場合を例示したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、図３３に例示するように、長さの異なるピッチを交互に変更することで、スクライブラインに沿って交互に配列するＮ面ケガキ７０６及び７１６を形成することも可能である。
【０１２８】  その場合、図３３及び図３４に示すように、Ｎ面ケガキ７０６及び７１６のうちの片方（図３３及び図３４では、Ｎ面ケガキ７０６）の素子幅方向の長さを、他方（図３３及び図３４では、Ｎ面ケガキ７１６）の素子幅方向の長さよりも短くしてもよい。
【０１２９】  このような構成によっても、Ｎ面に短い周期でＮ面ケガキ７０６及び７１６が形成されるため、上述した実施形態と同様に、Ｎ面側からの亀裂の意図しない進展を抑制することが可能となる。その結果、共振器端面１０２及び１０３の垂直性を向上してレーザ特性の悪化を抑制することが可能となる。
【０１３０】  その他の構成、製造方法及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１３１】  以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１３２】  また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
【０１３３】  なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。（１）  ＩＩＩ族窒化物半導体で構成された半導体基板と、前記半導体基板の第１面上に位置する積層構造体とを備える半導体チップを備え、  前記半導体チップにおける前記第１面と直行する側面のうちの少なくとも１つの側面には、前記半導体基板における前記第１面と反対側の第２面から前記積層構造体における前記第１面と接する面とは反対側の第３面へ向けて延在する複数の溝状の加工痕が、前記第２面と平行な方向において２μｍ（マイクロメートル）以上２０μｍ以下のピッチで設けられている半導体装置。（２）  前記複数の溝状の加工痕は、前記第２面から前記第３面までの長さの１／３以上の長さを備える前記（１）に記載の半導体装置。（３）  前記複数の溝状の加工痕は、間欠的に設けられており、  前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における当該第２面と平行な方向の長さは、隣接する前記溝状の加工痕間の長さよりも長い  前記（１）又は（２）に記載の半導体装置。（４）  前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における当該第２面と平行な方向の長さは、１０μｍ以下であり、  前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における当該第２面と平行な方向に対して垂直な方向の長さは、２μｍ以上である  前記（１）〜（３）の何れか１項に記載の半導体装置。（５）  前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における形状は、半円形又は半楕円形である前記（１）〜（４）の何れか１項に記載の半導体装置。（６）  前記溝状の加工痕それぞれにおける前記第２面側を底辺とした頂点の角度は、３０°以下である前記（１）〜（５）の何れか１項に記載の半導体装置。（７）  前記溝状の加工痕それぞれの前記第２面における当該第２面と平行な方向の長さは、当該溝状の加工痕それぞれの前記第２面から前記第３面へ向けた長さの１／５〜１／１０の長さである前記（１）〜（６）の何れか１項に記載の半導体装置。（８）  前記複数の溝状の加工痕は、前記第２面から前記第３面へ向けた長さが異なる２つの溝状の加工痕を含む前記（１）〜（７）の何れか１項に記載の半導体装置。（９）  前記複数の溝状の加工痕は、前記第２面における当該第２面と平行な方向の長さが異なる少なくとも２つの溝状の加工痕を含む前記（１）〜（８）の何れか１項に記載の半導体装置。（１０）  前記ピッチは、長さの異なる少なくとも２つのピッチを含む前記（１）〜（９）の何れか１項に記載の半導体装置。（１１）  前記少なくとも１つの側面には、前記第３面から前記第２面へ向けて延在する傾斜面部が設けられている前記（１）〜（１０）の何れか１項に記載の半導体装置。（１２）  前記半導体チップにおける少なくとも１つの角部には、前記第３面から前記第２面まで延在する溝が設けられている前記（１）〜（１１）の何れか１項に記載の半導体装置。（１３）  前記第１面は、半極性面である前記（１）〜（１２）の何れか１項に記載の半導体装置。（１４）  前記第３面は、第１の導電型を備え、  前記第２面は、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を備える  前記（１）〜（１３）の何れか１項に記載の半導体装置。（１５）  前記第１の導電型は、ｐ型であり、  前記第２の導電型は、ｎ型である  前記（１４）に記載の半導体装置。（１６）  前記積層構造体は、エピタキシャル層を含む前記（１）〜（１５）の何れか１項に記載の半導体装置。（１７）  前記積層構造体は、発光層を含み、  前記複数の溝状の加工痕は、前記第２面から前記発光層までの一部に形成されている  前記（１）〜（１６）の何れか１項に記載の半導体装置。（１８）  前記積層構造体は、前記第３面にリッジ構造を備える前記（１）〜（１７）の何れか１項に記載の半導体装置。（１９）  半導体レーザである前記（１）〜（１８）の何れか１項に記載の半導体装置。（２０）  ＩＩＩ族窒化物半導体で構成された半導体基板の第１面上に積層構造体が形成された半導体チップを作製する工程と、  前記半導体チップに２次元格子状に配列する複数の半導体素子を形成する工程と、  前記半導体チップにおいて隣接する前記半導体素子間に、前記第１面と反対側の第２面から前記積層構造体における前記第１面と接する面とは反対側の第３面へ向けて延在する複数のケガキを、２μｍ以上２０μｍ以下のピッチで形成する工程と、  前記複数のケガキが形成された半導体チップを前記第１面側から押圧することで劈開する工程と、  を備える半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１３４】  １  半導体基板  １ａ  半極性面  １ｂ  裏面  ２  エピタキシャル層  ３  絶縁層  ４  第１電極  ５  第２電極  １１  バッファ層  １２  第１クラッド層  １３  第１光ガイド層  １４  発光層  １５  第２光ガイド層  １６  キャリアブロック層  １７  第２クラッド層  １７ａ  リッジ部  １８  コンタクト層  １００  半導体レーザ素子  １０１  ストライプ部  １０２、１０３  共振器端面  １０４、４０４、４１４  Ｐ面ガイド溝  １０４ａ〜１０４ｄ  傾斜面部  １０５  溝状の加工痕  １０６、２０６、２１６、２２６、５０６、５１６、６０６、６１６、７０６、７１６  Ｎ面ケガキ  ３０１  貫通孔  Ｌ１０  スクライブライン
【図１】
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【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【国際調査報告】
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