专利名称：半导体激光装置的制造方法及半导体激光条的检查方法
技术领域：
本发明涉及一种用于提高谐振器长度的精度的半导体激光装置制造方 法及其制造工序中的半导体激光条检查方法。
背景技术：
近年来，在以视盘播放机为首的各种领域中，以大存储容量为特征的
DVD记录再现用驱动器正在快速普及。另外，人们强烈期望以往一直利用 的CD、 CD-R及CD-RW的读出也能通过相同的设备来进行。因此，作为 使用于DVD和CD记录、再现的光拾取器光源， 一般除了 DVD用的650nm 波段红色半导体激光器之外，还同时使用CD用的780nm波段红外半导体 激光器。
DVD等的记录再现装置随着个人计算机等信息处理设备的小型化，需 要使其小型化及薄形化。为了实现该目标，光拾取器的小型化及薄形化是 必需的。为了实现光拾取器的小型化及薄形化，有效的是减少光学部件使 装置简单化。作为简单化的一个方法，可举出将红色半导体激光器和红外 半导体激光器集成化的方法。
从装置的小型化、部件件数减少这样的观点出发，使红色半导体激光 器和红外半导体激光器在同一半导体基板上集成化后的单片(monolithi(02 波长半导体激光器近年来已批量生产。由此，不只是可以将半导体激光器 本身集中于一个部件中，还可以使准直透镜和光束分离器等的光学部件在 红色半导体激光器和红外半导体激光器之间共用，对装置的小型化、薄形 化是有效的。
另外近年来，人们还要求高倍速下的写入记录，提出了一种可实现大 功率输出下的激光器动作的单片2波长激光器(例如，参见日本特开 2001-345514号公报)。
另外，伴随半导体激光器的大功率输出化，为了使激光芯片的散热性
得到提高，正在谋求加长作为光波导路径的谐振器。例如，在650nm波段 的半导体激光器中， 一般认为，为了保证200mW超大的光输出，需要 1000//m以上的谐振器长度。
但是，随着半导体激光器的谐振器的加长，向基座(sub-moimt)组装时 的旋转误差等给光轴偏移带来的影响进一步增大。另外，相干长度的变动 幅度也增大。从而，当推进长谐振器化时，需要降低谐振器长度本身的偏 差。
一般情况下，当制造半导体激光器的时候，为了将具有带状发光区域 的半导体激光晶片分离为条状，按和带方向正交的方向在晶片表面上形成 划线。接下来，沿着划线对晶片施加负载，使之裂开为条状态。还有，当 形成650nm波段半导体激光器的时候一般使用的倾斜基板裂开方法例如公 示在日本特开平09-266347号公报中。
利用上述激光条两端所形成的裂开面来作为镜，镜间的距离为谐振器 长度。从而，谐振器长度的偏差由在裂开工序中产生的偏差——例如晶片 结晶方向的偏差或划线等的偏差来决定。谐振器长度的测量在裂开工序之 后，使用光学显微镜或SEM (扫描式电子显微镜)等测量器进行。
但是，采用上述以往的谐振器长度测量方法，因为要对每个芯片进行 测量，所以总的测量时间变长，在制造工艺中需要成本及时间。另夕卜，就 利用显微镜的测量方法而言，对应于谐振器长度变长，需要扩大观察视野， 其结果为存在测量误差增大的担忧。
发明内容
鉴于上述课题，本发明的目的为，提供一种半导体激光装置的制造方 法及其制造工序中的半导体激光条的检査方法，可以采用简单的方法对每 个芯片判别谐振器长度的偏差是否在允许范围内。
本发明半半导体激光装置的制造方法，其特征为，在半导体基板上， 使第1导电型的包覆层、活性层、第2导电型的第1包覆层及第2导电型 的第2包覆层依次进行晶体生长，对上述第2导电型的第2包覆层进行加 工，形成带状的多个脊形结构部，在与上述脊形结构部的长度方向正交的 方向上裂开，形成激光条。为了解决上述课题，将在上述脊形结构部的长
度方向上隔开指定的间隔而排列上述脊形结构部后的列，在与上述脊形结
构部的长度方向垂直的方向上隔开间隔排列多个；上述列和在上述脊形结 构部的长度方向垂直方向上所邻接的列，在上述脊形结构部的长度方向上 错开，以使得上述脊形结构部的端部和在与上述脊形结构部的长度方向垂 直的方向上所邻接的脊形结构部的另一端部，在上述脊形结构部的长度方 向上互相重叠，使上述脊形结构部的端部和上述邻接的脊形结构部的端部 相重叠的区域裂开。
本发明半导体激光条的检查方法在半导体激光装置的制造方法中的裂 开工序之后进行，通过观察裂开后的部分上残留的上述脊形结构部的配置、 形状，来判定形状不良。
图1A是表示本发明实施方式所涉及的半导体激光条结构的平面图。 图1B是表示本发明实施方式所涉及的半导体激光条结构的A-A'剖面图。
图1C是表示本发明实施方式所涉及的半导体激光条结构的B-B'剖面图。
图2A是表示本发明实施方式所涉及的半导体激光装置制造工序的平 面图。
图2B是表示本发明实施方式所涉及的半导体激光装置制造工序的 C-C'剖面图。
图2C是表示本发明实施方式所涉及的半导体激光装置制造工序的 D-D'剖面图。
图3A是表示图2A之后的工序的平面图。
图3B是图3A的C-C'剖面图。
图3C是图3A的D-D'剖面图。
图4是表示本发明实施方式所涉及的半导体激光条裂开后的状态的平 面图。
图5是表示本发明实施方式所涉及的半导体激光条在别的位置上裂开 后的状态的平面图。
图6是表示本发明实施方式所涉及的半导体激光条在别的位置上裂开 后的状态的平面图。
具体实施例方式
本发明半导体激光装置的制造方法，将在脊形结构部的长度方向上隔 开指定的间隔而排列脊形结构部后的列，在与脊形结构部的长度方向垂直 的方向上隔开间隔排列多个；该列和在脊形结构部的长度方向垂直方向上 所邻接的列，在脊形结构部的长度方向上错开，以使得脊形结构部的端部 和在与脊形结构部的长度方向垂直的方向上所邻接的脊形结构部的另一端 部，在脊形结构部的长度方向上互相重叠；使脊形结构部的端部和邻接的 脊形结构部的端部相重叠的区域裂开。
另外，本发明半导体激光条的检查方法在半导体激光装置的制造方法 中的裂开工序之后进行。通过观察裂开后的部分上残留的上述脊形结构部 的配置、形状，来判定形状不良。
本发明半导体激光装置的制造方法及半导体激光装置的检査方法可以 将上述结构作为基本，采取如下的各种方法。
也就是说，在上述半导体激光装置的制造方法中，也可以在形成上述 脊形结构部之后，在上述脊形结构部的端部区域上形成电流阻挡层以覆盖 上述第2导电型的第2包覆层。
另外，上述电流阻挡层也可以含有第1导电型的半导体层。
另夕卜，上述电流阻挡层也可以是含有Si、 SiNx、 Si02、 Ti02、 Ta205、 NbOx或者氢化非晶硅的单层膜，或是上述单层膜被叠层2层以上之后的介 质膜。
另外，在通过上述脊形结构部裂开而形成的谐振器中的长度的偏差允 许范围为士A时，将上述脊形结构部的端部和在与上述脊形结构部的长度方 向垂直的方向上邻接的脊形结构部的端部互相重叠的长度设为A/2。
另外，在上述半导体激光条的检査方法中也可以是，如果在两端的上 述裂开后的部分中的至少一个上，未残留有在与上述脊形结构部的长度方 向垂直的方向上邻接的脊形结构部的一部分，则判断为不良。
另外，也可以进行利用上述半导体激光条检查方法的检查，以及使半
导体激光装置振荡、如果不产生振荡则判断为不良的特性检査。
下面，对于本发明实施方式所涉及的半导体激光装置、其制造方法及 检査方法， 一面参照附图一面进行说明。 (实施方式)
图1A是表示本发明实施方式所涉及的形成了多个半导体激光装置8 的半导体激光条l的平面图，图1B是沿图1A的A-A'线的放大剖面图，图 1C是沿图1A的B-B'线的放大剖面图。如图1A所示，在半导体激光条1 上，包括平坦部2和脊形结构部5。该激光条1其相对的一组端面(第1 端面6和第2端面7)通过裂开而形成。在脊形结构部5上，包括用来产生 激光振荡的谐振器3和用来检测谐振器3长度的标记部4。谐振器3从第1 端面6起到第2端面7为止形成，并且已经在第1端面6及第2端面7的 部分上裂开，长度(谐振器长度)例如是1000/mi。标记部4与谐振器3并 行，分别形成在第1端面6及第2端面7的附近。
如图1C所示，激光条1具有按顺序层叠了半导体基板11、缓冲层12、 n型包覆层(第1导电型的包覆层)13、活性层14、 p型第1包覆层(第2 导电型的第1包覆层)15及蚀刻阻止层16的结构。在脊形结构部5上，包 括p型第2包覆层(第2导电型的第2包覆层)17、 p型中间层18和p型 接触层19的叠层体。
谐振器3在p型第2包覆层17、 p型中间层18和p型接触层19的叠 层体侧面上形成电流阻挡层20。在电流阻挡层20的侧面和上述叠层体上形 成p侧电极21 。标记部4为，形成电流阻挡层20使之覆盖p型第2包覆层 17、 p型中间层18和p型接触层19的叠层体，并形成p侧电极21使之覆 盖电流阻挡层20。
半导体基板11釆用n型GaAs来构成。缓冲层12采用n型GaAs来构 成，形成在半导体基板11上。n型包覆层13采用n型(AlxGai_x) yIni.yP (0<x<l， (Xy〈l)来形成。活性层14层叠GalnP层和AlGalnP层来形 成。p型第l包覆层15采用p型(AlxGa!.x) ylni-yP (0<x<l， 0<y<l) 来形成。蚀刻阻止层16采用p型GalnP来形成。
p型第2包覆层17采用p型(AlxGai_x) yln,-yP (0<x<l， 0<y<l) 来构成，形成在蚀刻阻止层16上。p型中间层18采用p型GalnP来形成。
p型接触层19采用p型GaAs来形成。电流阻挡层20由n型的半导体形成。 n侧电极22形成在半导体基板11的背面。
还有，n型包覆层13、 p型第1包覆层15及p型第2包覆层17的x， y例如可以使用x-0.7、 y=0.5的值。
下面，对于本实施方式中半导体激光装置8的制造方法，进行说明。 图2 图4是表示半导体激光装置8的制造方法各工序的附图。还有，半导 体激光条1由于在端面附近和中心区域(增益区域)上剖面形状产生差异， 因而将表示该各工序的剖面图分为谐振器端面附近和增益区域，进行分开 表示。也就是说，图2A及图3A表示制造工序过程中半导体激光条1的平 面图，图2B及图3B分别表示图2A及图3A的C-C'方向的剖面图(增益 区域的剖面图)，图2C及图3C分别表示图2A及图3A的D-D'方向的剖面 图(谐振器3端面附近的剖面图)。图4是表示使平坦部2沿着断开线31 裂开后的状态的平面图。
首先，如图2B及图2C所示，在半导体基板11上，利用化学气相成 长法(MOCVD法)依次层叠缓冲层12、 n型包覆层13、活性层14、 p型 第1包覆层15、蚀刻阻止层16、 p型第2包覆层17、 p型中间层18及p 型接触层19。图2A中的虚线表示为了通过此后的工序形成第1端面6或 第2端面7，预定裂开的线(下面，称为断幵线)31。在图2A中，第l区 域32a、第2区域32b、第3区域32c分别是由断开线31所规定的区域。
接下来，在p型接触层19上形成Si02膜，并通过利用光刻技术及干 式蚀刻技术进行图案形成，在图1A所示的作为脊形结构部5的区域上形成 带形状的掩模图案33a 33c。各区域32a 32c上所形成的Si02掩模分别 是第1Si02掩模33a、第2Si02掩模33b及第3Si02掩模33c。另外，形成 Si02膜33，以使第1脊形结构部5a及第3区域32c的脊形结构部(第3 脊形结构部5c)和第2脊形结构部5b，在与第2脊形结构部5b的长度方 向垂直的方向上例如远离10/mi。在第l区域32a、第2区域32b及第3区 域32c上，由于分别同样形成半导体激光条1，因而下面将有关第2区域 32b进行详细说明。
第2Si02掩模33b形成于第2区域32b的断开线31间，并且延伸形成 于第l区域32a及第3区域32c上，使之跨过断开线31。另外，在第2区
域32b各自的断开线31附近，与第2Si02掩模33b并行，形成从第1区域 32a及第3区域32c分别延伸的第1&02掩模33a及第3Si02掩模33c。第 1Si02掩模33a及第3Si02掩模33c形成于一条直线上，是在第2区域32b 上断开的虚线状。还有，第2Si02掩模33b也和第1Si02掩模33a及第3Si02 掩模33c相同，是相对于长度方向在第1区域32a及第3区域32c上断开 的虚线状。
形成第2Si02掩模33b，以在谐振器3中长度的偏差允许范围为士A时， 延伸到第1区域32a及第3区域32c上的长度分别为A/4。也就是说，第 2Si02掩模33b和第1Si02掩模33a的端部相对于与长度方向正交的方向互 相重叠的长度是A/2。具体而言，在允许范围是士10/mi时，其形成为从第 1Si02掩模33a及第3Si02掩模33c延伸到第2&02掩模33b的长度分别为
接下来，利用该掩模图案，如图3B及图3C所示对p型接触层19、 p 型中间层18及p型第2包覆层17进行蚀刻，规定脊形结构部5。如图3A 所示，由第1Si02掩模33a、第2Si02掩模33b及第3Si02掩模33c所遮掩 的部分分别为第1脊形结构部5a、第2脊形结构部5b及第3脊形结构部 5c。脊形结构部5形成为在长度方向上错开，其端部和邻接的脊形结构部5 的另一端部相对于与长度方向垂直的方向， 一部分重叠。
还有，在本实施方式中，为了形成脊形结构部5，可以并用使用了例如 电感耦合型等离子体或反应离子等离子体的干式蚀刻和湿式蚀刻来实施。
接下来，将作为掩模所使用的Si02膜33去除。接下来，虽然省略了 图示，但是在脊形结构部5的侧面及蚀刻阻止层16上形成电流阻挡层20。 此时，在脊形结构部5上，对作为谐振器3的预定区域进行遮掩，对作为 标记部4的预定区域(端部区域)则不进行遮掩，而形成电流阻挡层20。 这里，所谓的端部区域，由于要在下面的裂开工序之前进行规定，因而实 际上不限于作为标记部4的部分，指的是从裂开前的脊形结构部5的两个 端部开始的一定区域(例如，从两个端部开始的A/4区域)。由于按上述方 法形成，因而在不作为半导体激光器产生振荡的标记部4上，不流动无效 电流，而可以防止多余的发热。接下来，在电流阻挡层20及p型接触层19 上形成p侧电极21，并且在半导体基板ll的背面上形成n侧电极22。
接下来，使平坦部2及脊形结构部5沿着断开线31裂开。裂开采用一 般使用的方法，也就是说在与脊形结构部5的长度方向正交的方向上，在 平坦部2表面上形成划线，沿着划线对晶片进行加载。
通过如上的工序，就可以制造半导体激光条l。因为按上述方法制造半 导体激光条1，所以在裂开时，第1脊形结构部5a及第3脊形结构部5c 端部部分的两端部分分别保留于第2区域32b的平坦部2，作为标记部4 来发挥作用。
下面，对于在裂开后进行的、谐振器3的谐振器长度是否在允许范围 内的检査方法，进行说明。首先，判断在第2区域32b的半导体激光条1 上，是否分别存在从第1脊形结构部5a、第3脊形结构部5c延伸所形成的 标记部4。
图4是表示使平坦部2及脊形结构部5裂开以使谐振器长度在允许范 围内后的状态的平面图。此时，在第2区域32b上，在第1端面6及第2 端面7附近存在标记部4。这表示出，在谐振器3的两个端部如上所述，谐 振器长度的误差分别为士5/mi以内，并且谐振器长度的误差总计为士10/mi以 内。
图5是表示在使平坦部2及脊形结构部5裂开后的状态下在第2区域 32b的半导体激光条1上只在一个端部上存在标记部4时的平面图。这种情 况下，因为有时谐振器3的谐振器长度在允许范围外，所以只在一个端部 上存在标记部4的半导体激光条1判断为不良。还有，在半导体激光条1 的两个端部上不存在标记部4时，也判断为不良。
接下来，针对标记部4存在于两个端部的半导体激光条1，检查是否流 动电流而产生激光振荡。图4所示的半导体激光条1由于谐振器长度在允 许范围内，并且谐振器3的两端已经裂开来形成，因而若流动了电流，则 产生激光振荡。另一方面，图6下方所示的半导体激光条1虽然在两个端 部上存在标记部4，但是谐振器3的一端未裂开，因此即便流动电流也不产 生激光振荡。将不产生振荡的半导体激光条l判断为不良。
如上所述，根据本实施方式，通过用光学显微镜等的检查装置确认标 记部4的有无，并且在半导体激光条1中流动电流使之产生激光振荡，就 能以高精度且容易地进行裂开后的谐振器长度是否在规格内的检查。因此，
由于不用进行谐振器长度的测量就可以，因而能够大幅縮短检查时间。另 外，因组装到拾取器等中之后的检查而造成不良品的比率大幅减低，因此 可以大大减低成本。
还有，对于通过上述检査未判断为不良的激光条，则按每个谐振器断
开，连接布线等来形成半导体激光装置8。
虽然未图示，但是在本实施方式中，表示了电流阻挡层20是n型半导 体层的例子，但是电流阻挡层20不限定于此，例如也可以是含有Si、 SiNx、 Si02、 Ti02、 Ta205、 NbOx或者氢化非晶硅等的单层膜，或是这些单层膜被 层叠2个以上的多层膜的介质膜。
另外，本实施方式不言而喻，可以使用到以单片多波长半导体装置为 首的蓝紫激光装置等具有波导通路的全部半导体激光装置中。
权利要求
1.一种半导体激光装置的制造方法，其特征为，在半导体基板上，使第1导电型的包覆层、活性层、第2导电型的第1包覆层及第2导电型的第2包覆层依次进行晶体生长，对上述第2导电型的第2包覆层进行加工，形成带状的多个脊形结构部，在与上述脊形结构部的长度方向正交的方向上裂开，形成激光条；在该半导体激光装置的制造方法中，将在上述脊形结构部的长度方向上隔开指定的间隔而排列上述脊形结构部后的列，在与上述脊形结构部的长度方向垂直的方向上隔开间隔排列多个；上述列和在上述脊形结构部的长度方向垂直方向上所邻接的列，在上述脊形结构部的长度方向上错开，以使得上述脊形结构部的端部和在与上述脊形结构部的长度方向垂直的方向上所邻接的脊形结构部的另一端部，在上述脊形结构部的长度方向上互相重叠；使上述脊形结构部的端部和上述邻接的脊形结构部的端部相重叠的区域裂开。
2、 如权利要求1所述的半导体激光装置的制造方法，其特征为， 在形成上述脊形结构部之后，在上述脊形结构部的端部区域上形成电流阻挡层，以覆盖上述第2导 电型的第2包覆层。
3、 如权利要求2所述的半导体激光装置的制造方法，其特征为， 上述电流阻挡层含有第1导电型的半导体层。
4、 如权利要求2所述的半导体激光装置的制造方法，其特征为， 上述电流阻挡层是含有Si、 SiNx、 Si02、 Ti02、 Ta205、 NbOx或者氢化非晶硅的单层膜，或是上述单层膜被层叠2层以上之后的介质膜。
5、 如权利要求1所述的半导体激光装置的制造方法，其特征为， 在通过上述脊形结构部裂开而形成的谐振器中的长度的偏差允许范围为士A时，将上述脊形结构部的端部和在与上述脊形结构部的长度方向垂直 的方向上邻接的脊形结构部的端部互相重叠的长度设为A/2。
6、 一种半导体激光条的检查方法，在权利要求1所述的半导体激光装 置制造方法中的裂开工序之后进行，其特征为，通过观察裂开后的部分上残留的上述脊形结构部的配置、形状，来判 定形状不良。
7、 如权利要求6所述的半导体激光条的检查方法，其特征为， 如果在两端的上述裂开后的部分中的至少一个上，未残留有在与上述脊形结构部的长度方向垂直的方向上邻接的脊形结构部的一部分，则判断 为不良。
8、 一种半导体激光条的检查方法，其特征为，进行基于权利要求6所述的半导体激光条检査方法的检查，以及使半 导体激光装置振荡、如果不产生振荡则判断为不良的检查。
9、 一种半导体激光条的检查方法，其特征为，进行基于权利要求7所述的半导体激光条检查方法的检查，以及使半 导体激光装置振荡、如果不产生振荡则判断为不良的检查。
全文摘要
在半导体基板上，使第1导电型的包覆层、活性层、第2导电型的第1包覆层及第2导电型的第2包覆层依次进行晶体生长，对上述第2导电型的第2包覆层进行加工，形成带状的多个脊形结构部，在与上述脊形结构部的长度方向正交的方向上裂开，形成激光条；将在脊形结构部的长度方向上隔开指定的间隔而排列脊形结构部后的列排列多个；该列和邻接的列，在脊形结构部的长度方向上错开，以使得脊形结构部的端部和邻接的脊形结构部的另一端部在脊形结构部的长度方向上互相重叠；使脊形结构部的端部和邻接的脊形结构部的端部相重叠的区域裂开。采用该方法，就可以提供一种能以简单的方法对每个芯片判别谐振器长度的偏差是否在允许范围内的半导体激光装置的制造方法以及其制造工序中的半导体激光条的检查方法。
文档编号H01S5/22GK101373884SQ200810130888
公开日2009年2月25日 申请日期2008年8月21日 优先权日2007年8月23日
发明者伊藤启司, 牧田幸治, 鹿岛孝之 申请人:松下电器产业株式会社