半导体激光器的制造方法

专利名称：半导体激光器的制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体激光器的制造方法。
背景技术：
在半导体激光器的制造工艺中，用划线标记对晶片进行标记，通过施加适当的力 将晶片劈开分割成多个条。但是，对于由GaN构成的晶片，因为GaN具有高的稳定性，所以 难以利用劈开进行加工。针对这个问题，专利文献1中记载了形成劈开辅助区域层，并沿着该层的切痕进 行劈开的方法。另外，在专利文献2中记载了，以二者的中心轴一致并且以连续的状态形成 从晶片的端部到中央部延伸的主导槽和比主导槽宽度窄的副导槽，并在这些槽的延伸方向 上劈开晶片的方法。[专利文献1]特开平10-242570号公报[专利文献2]特开2002-64237号公报但是，在专利文献1的方法中，为了形成劈开辅助区域层，需要使半导体层的规定 区域再生长的工序。另外，因为GaN的结晶结构是六方晶系，所以在与要劈开的方向成60 度角的方向上容易劈开。因此，如专利文献2所述，仅在端部设置导槽的方法难以高精度地 在所期望的位置上进行劈开。另一方面，对于GaN晶片，不仅在晶片的端部而且在半导体晶片单位上也设置划 线标记。但是，设置划线标记的位置偏移，从而在相对的一个划线标记的延伸方向上没有另 一个划线标记时，在进行劈开之后会在劈开面上产生台阶高差。该台阶高差容易形成在上 述两个划线标记的中央附近，特别是容易形成在应力容易集中的半导体激光器的脊部中。 因为在脊部中存在发光区域，所以形成了这样的台阶高差时恐怕半导体激光器的特性会降 低。图12是在形成了台阶高差情形下的脊部附近的剖面模式图。在脊部101中发现 由于台阶高差而产生的条纹状的不合格部102。如该图所示，不合格部102位于射出光的传 播部103中时，会对射出光的特性产生不好的影响。

发明内容
本发明是鉴于这样的问题而完成的。即，本发明的目的是提供一种能够在期望的 位置上劈开晶片的半导体激光器的制造方法。另外，本发明的目的在于提供一种能够抑制由于劈开而产生台阶高差的半导体激光器的制造方法。本发明的其它目的和优点从下面的记载中将显而易见。本发明的第一方面是一种半导体激光器的制造方法，包括在GaN基板上形成设置了多个脊部的半导体层的工序、从所述半导体层的侧面在所述GaN基板上隔着规定的间隔设置多个切痕(々夂) 的工序、和沿着所述切痕劈开所述GaN基板的工序，其特征在于在所述劈开工序之前，在所述半导体层上在各个所述多个脊部和所述多个切痕之 间设置与所述多个切痕在同一条直线上的至少一个槽。本发明的第2方面是一种半导体激光器的制造方法，包括在GaN基板上形成设置了多个脊部的半导体层的工序、从所述半导体层的侧面在所述GaN基板上隔着规定的间隔设置多个切痕的工序、 和沿着所述切痕劈开所述GaN基板的工序，其特征在于在所述劈开工序之前，在所述半导体层上与所述多个切痕在同一条直线上设置第 1槽和第2槽，所述第1槽位于所述脊部和所述切痕之间，相对于所述切痕位于劈开方向的下流 侧，所述第2槽位于所述脊部和所述切痕之间，相对于所述脊部位于劈开方向的下流 侧，所述第1槽是劈开方向的下流侧端部向外侧凸出的形状，该形状的顶点位于要劈 开的线上，同时从该顶点延伸的轮廓线不与与劈开方向成60度的方向平行，所述第2槽在平面上看是四角形、三角形或圆，轮廓线不与与劈开方向成60度的 方向平行。本发明的第3方面是一种半导体激光器的制造方法，该半导体激光器在晶片上具 有脊部、与该脊部高度相同的平台部、以及在该脊部和该平台部之间形成的比该脊部高度 低的沟道部，其特征在于该方法包括在该晶片上形成第一膜厚的ρ型覆层的工序；在成为该沟道部的部分和比该平台部远离该脊部的劈开线上的规定部分上，对该 P型覆层进行蚀刻成为第二膜厚的工序；在该劈开线上比该规定部分远离该脊部的部分中形成作为切痕的划线标记的工 序；和从该划线标记的尖锐部分通过该规定部分，朝着该脊部的方向沿着该劈开线进行 劈开的工序，形成该划线标记以使该尖锐部的前端设置在该劈开线上并且与该规定部分接触。发明效果根据本发明的第1方面，因为在各个脊部和切痕之间与多个切痕在同一直线上设置了至少一个槽，所以能够在期望的位置上劈开晶片。根据本发明的第2方面，因为设置了与多个切痕在同一直线上的第1槽和第2槽， 所以能够在期望的位置上劈开晶片。另外，能够抑制由于劈开而产生台阶高差。


[图1](a) (e)是说明半导体装置的制造工序的一部分的图。[图2](a)是实施方式1中在GaN晶片上形成多个半导体激光器元件的状态的斜 视图，(b)是(a)中示出的区域A的放大平面图。[图3](a) (C)是实施方式1中槽的变形例。[图4]是实施方式1中劈开GaN晶片得到的条的斜视图。[图5](a)是实施方式1中分割条得到的半导体激光器芯片的斜视图，(b)是(a) 的脊部附近的放大图。[图6](a) (d)是实施方式1的槽的形成方法的一个实例。[图7](a) (e)是实施方式1的槽的形成方法的一个实例。[图8](a) (d)是实施方式1的槽的形成方法的一个实例。[图9]是实施方式2中劈开前的半导体激光器元件的一部分放大平面图。[图10]是对劈开图9的GaN晶片得到的条进行进一步分割得到的半导体激光器 芯片的斜视图。[图11]是实施方式3中劈开前的半导体激光器元件的一部分的放大平面图。[图12]是形成了台阶高差的情形下的脊部附近的剖面模式图。[图13]是说明实施方式4的半导体激光器的制造方法的流程图。[图14]是说明ρ型覆层形成后的晶片剖面的图。[图15]是说明蚀刻工序后的晶片剖面的图。[图16](A)、(B)是说明划线标记形成后的晶片剖面的图。(C)是说明划线标记的形状的图。[图17](A)、(B)是说明比较例的半导体激光器的制造方法的图。[图18](A)、⑶是说明包括高错位区域的晶片的图。[图19](A)、(B)是说明没有平台的半导体激光器劈开前的结构的图。[图20]是示出实施方式4的一个变形实例的图。[图21]是示出实施方式4的一个变形实例的图。[图22]是示出实施方式4的一个变形实例的图。符号说明11 GaN 晶片12，61，71 电极13，62，72 脊部14共振器方向15，66，76 劈开方向16，64，74 划线标记18，63，73 高错位区域
5
19，67 槽17，65，75 绝缘膜77 第 1 槽78 第 2 槽200 脊201 劈开线202 平台204划线标记
具体实施例方式实施方式1图1(a)是示出半导体装置的制造工序的一部分的流程图。在图1(a)中，首先准备在GaN晶片上形成了多个半导体激光器元件的晶片(步骤 1)。接下来，如图1(b)所示，劈开GaN晶片，分割为多个条1(步骤2)。接下来，用保护膜覆 盖劈开的端面(步骤3)。该情形下，也可以使保护膜具有控制反射率的功能。例如，可以使 光射出侧的前端面为低反射率的保护膜，后端面为高反射率的保护膜。然后，如图1(c)所 示，进一步分割条，成为多个半导体激光器芯片2 (步骤4)。接下来，将半导体激光器芯片装配在基座上进行组装(步骤5)。例如，如图1(d) 所示，在从基座3上延伸出来的芯片装配部4上通过辅助支架5装配半导体激光器芯片2。 在基座3中贯通电极引线6，电极引线6和半导体激光器芯片2通过金线7电连接。接下来，如图1(e)所示，在基座3和罩7贴紧的密闭容器内封入半导体激光器芯 片(步骤6)。在罩7的顶部设置窗部8，透过窗部8来自于半导体激光器芯片的光可以射 出到外部。将经过以上工序得到的半导体激光器元件提供给电特性等试验(步骤7)。图2 (a)是在GaN晶片上形成多个半导体激光器元件的状态的斜视图，与图1的步 骤1的状态相对应。另外，图2(b)是图2(a)中示出的区域A的放大平面图。在图2(a)中，在GaN晶片11上设置多个半导体激光器元件。符号12是各半导体 激光器元件的电极，符号13是脊部，符号17是绝缘膜。另外，箭头14表示共振器方向，箭 头15表示劈开方向。在图2(a)中，在劈开方向上设置多个划线标记16。划线标记16是本发明中的切 痕。它可以从半导体层的侧面，即图2(a)的上侧，在GaN晶片11上隔着规定的间隔用刀具 施加切痕来形成。但是，并不限于此，也可以通过照射电子束或激光束而形成。一般来讲，在GaN晶片上存在贯通错位密度比较小的低错位区域和贯通错位密度 极大的高错位区域。高错位区域是从晶片的上面或者下面看时，明显与其它区域对比度不 同的区域，观察到其为宽度从几ym到几十μ m的划线状区域。在图2(b)中，用符号18表示高错位区域。用于劈开的划线标记设置于这些高错 位区域中。在本实施方式中，虽然可以在全部高错位区域18中设置划线标记16，但是并不 限于此，也可以在规定的高错位区域18中设置。例如，也可以每隔一个到几个高错位区域 18设置划线标记。而且，在图2(a)和图2(b)的例子中，虽然在各高错位区域18之间设置一列半导体激光器元件，但是并不限于此，也可以跨过多列设置半导体激光器元件。在本实施方式中，其特征在于设置与划线标记16在同一直线上的多个槽19。槽 19在划线标记16和脊部13之间，优选相对于划线标记16设置在劈开方向的下流侧。而 且，在半导体激光器的制造工序中，可以在形成槽19之后设置划线标记16。另外，在图2(a) 和图2(b)的例子中，虽然槽的数量为1个，但是并不限于此，也可以设置多个。槽19的形状优选形成为劈开方向的下流侧端部向外侧凸出。例如，如图2(b)所 示，可以形成为在平面上观察时成三角形的形状。该情形下，三角形的顶点位于要劈开的线 (下面称为劈开线)上。但是，因为与劈开方向成60度的方向是GaN容易劈开的方向，所以 不能使从位于劈开线上的顶点延伸的各边与该方向平行。另外，槽的形状还可以成如图3(a) (c)中所示的形状。这些形状是图2(b)的 形状的变形例。任何一种形状虽然在平面上看是近似三角形的形状，但是轮廓都形成为避 开容易引起劈开的方向。详细地，从位于劈开线上的顶点延伸的轮廓线形成为不与与劈开 方向成60度的方向平行。具体地，图3(a)用向外侧凸出的曲线代替图2(b)的三角形中从 位于劈开线上的顶点延伸的各边。另外，图3(b)用向内侧凸出的曲线代替上述各边。而且 图3(c)用由多条直线构成的、整体向内侧凸出的形状代替上述各边。槽19也可以设置在脊部13的两侧上。该情形下，优选由向着劈开方向的下流侧 凸出的槽和向着劈开方向的上流侧凸出的槽夹着脊部。图4是劈开GaN晶片得到的条的斜视图。另外，图5(a)是对条进行分割得到的半 导体激光器芯片的斜视图。图5(b)是图5(a)的脊部附近的放大图。劈开时，如果在劈开 前进的方向上有应力集中，有时就不会在期望的方向上劈开。这时，没有在期望的方向上劈 开晶片时，会给从半导体激光器芯片的端面到电极的距离带来偏差，恐怕会降低激光器的 特性。但是，如果相对于划线标记在劈开前进方向的下流侧设置本实施方式的槽，则因为能 够缓和应力而可以沿着期望的劈开线发生劈开，能够得到具有如图4和图5(a)、(b)的劈开 面的半导体激光器元件。优选在沿着劈开方向15与脊部13的中心相距ΙΟμπι到50μπι的范围内设置槽 19。在与脊部13的中心相距比ΙΟμπι近的地方，由于位于发光点附近所以恐怕会对发光产 生不好的影响。另一方面，在与脊部13的中心相距比50 μ m远的地方，本发明的效果变小， 从而恐怕会与劈开线偏离地发生劈开。接下来，参照图6(a) (d)说明槽的形成方法的一个例子。首先，在GaN晶片21的表面上形成η型覆层22、活性层23、ρ型覆层24和ρ型接 触层25 (图6 (a))。接下来，采用光刻法对ρ型接触层25和ρ型覆层24实施蚀刻，形成脊 部26和槽27(图6(b))。然后除了脊部26的上部全部形成绝缘膜28(图6(c))。之后在 脊部26上和GaN晶片21的里面分别形成电极29、30 (图6 (d))。由此得到根据本实施方式 的半导体激光器元件。根据图6(a) (d)中示出的方法，因为在同一个工序中形成槽27和脊部26，所以 得到了不用增加总工序数的优点。接下来，参照图7(a) (e)说明形成槽的方法的其它实例。首先，在GaN晶片31的表面上形成η型覆层32、活性层33、ρ型覆层34和ρ型接 触层35 (图7 (a))。接下来，采用光刻法对ρ型接触层35和ρ型覆层34实施蚀刻，形成脊部36和槽37 (图7 (b))。接下来，利用掩模38进一步仅对槽37进行蚀刻(图7 (c))。然 后，在除去不需要的掩模38之后，除了脊部36的上部全部形成绝缘膜39(图7(d))。之后 在脊部36上和GaN晶片31的里面分别形成电极40、41 (图7(e))。根据图6(a) (d)中示出的方法，槽27和脊部26深度相同。与此相对，根据图 7(a) (e)中示出的方法，因为通过不同的工序形成槽37和脊部36，所以槽37的深度可 以比脊部36深。从而更容易在期望的方向上使晶片劈开。进一步地也可以通过图8(a) (d)中示出的方法形成槽。首先，在GaN晶片42的表面上形成η型覆层43、活性层44、ρ型覆层45和ρ型接 触层46 (图8 (a))。接下来，采用光刻法对ρ型接触层46和ρ型覆层45实施蚀刻，形成脊 部47(图8(b))。然后，在ρ型接触层46和ρ型覆层45的规定部分上形成绝缘膜48。接 下来，采用光刻法蚀刻绝缘膜48而形成槽49 (图8 (c))。而且，在形成绝缘膜48时，通过使 所述规定部分中不包含形成槽49的部分，可以在形成绝缘膜48的同时形成槽49。例如，按 照在要形成槽49的部分上设置掩模而堆积绝缘膜48。之后除去掩模就可以形成槽49。然 后，在形成了绝缘膜48和槽49之后，在脊部47上和GaN晶片42的里面分别形成电极50、 51(图 8(d))。在上述方法中，例如可以采用含有从Si、Ti、V、Zr、Nb、Hf和Ta的组中选择的至少 一种的氧化物作为绝缘膜48。另外，也可以采用SiN、BN、AlN或SiC等作为绝缘膜48。如上所述，根据本实施方式，因为同时使用划线标记和槽进行劈开，所以与仅设置 划线标记的情形相比，容易在规定的位置上劈开GaN晶片。实施方式2图9是劈开前的半导体激光器元件的一部分的放大平面图。而且在晶片中采用 GaN。在图9中，符号61是半导体激光器元件的电极，符号62是脊部，符号63是高错位 区域，符号64是划线标记，符号65是绝缘膜。另外，箭头66表示劈开方向。划线标记64 可以用刀具施加切痕来形成，但是，并不限于此，也可以通过照射电子束或激光束而形成。在本实施方式中，其特征在于沿着劈开方向66设置多个槽67。槽67位于划线标 记64和脊部62之间，可以相对于脊部62设置在劈开方向66的上流侧和下流侧中的任意一 个上。但是，相对于脊部62必须设置在劈开方向66的下流侧上。而且，虽然在图9的实例 中，在脊部的两侧各设置1个槽，但是并不限于此，也可以在两侧上每一侧设置多个槽。另 外，在仅在脊部的下流侧设置槽的情形下，也可以仅在一侧设置多个槽。因为槽67的形状只要能够缓和劈开时的应力就行，所以在平面上看可以成四角 形、三角形等多角形或者圆形。但是，因为与劈开方向成60度的方向是GaN容易劈开的方 向，所以要避免轮廓线成为与该方向平行的形状。槽67可以与在实施方式1中说明的槽同样地形成。该情形下，也可以通过图6 图8中的任意一种方法形成。图10是对劈开图9的GaN晶片得到的条进行进一步分割得到的半导体激光器芯 片的斜视图。进行劈开时，在劈开能量小的地方应力集中而使分割进行下去。此时，晶片的 结晶方向和要劈开的方向之间有偏差，或者划线标记的形状和位置有问题，或者各划线标 记没有并列在一条直线上时，在进行劈开之后在劈开面上产生台阶高差。但是，根据本实施
8方式，通过设置槽，可以缓解在发光部的附近产生台阶高差。从而能够得到具有如图10的 劈开面的半导体激光器元件。实施方式3图11是劈开前的半导体激光器元件的一部分的放大平面图。而且在晶片中采用 GaN。在图11中，符号71是半导体激光器元件的电极，符号72是脊部，符号73是高错 位区域，符号74是划线标记，符号75是绝缘膜。另外，箭头76表示劈开方向。划线标记74 可以用刀具施加切痕来形成，但是，并不限于此，也可以通过照射电子束或激光束而形成。在本实施方式中，其特征在于沿着劈开方向76设置第1槽77和第2槽78。其 中，第1槽77与实施方式1的槽19 (图2 (b))相对应。另一方面，第2槽78与实施方式2 的槽67 (图9)相对应。第1槽77位于划线标记74和脊部72之间，相对于划线标记74设置在劈开方向 76的下流侧。而且，虽然在图11的实例中第1槽77的数量为1个，但并不限于此，也可以 设置多个。第1槽77的形状为劈开方向的下流侧端部向外侧凸出。例如，如图11所示，在平 面上看可以成三角形。该情形下，三角形的顶点位于劈开线上。但是，因为与劈开方向成60 度的方向是GaN容易劈开的方向，所以不能使从位于劈开线上的顶点延伸的各边与该方向 平行。而且，第1槽77的形状也可以成为在实施方式1中说明的图3(a) (c)中示出的 形状。第2槽78位于划线标记74和脊部72之间，相对于脊部72设置在劈开方向的下 流侧。而且，虽然在图9的实例中，第2槽78的数量为1个，但并不限于此，也可以设置多 个。第2槽78的形状在平面上看可以成四角形、三角形或圆形。但是，因为与劈开方 向成60度的方向是GaN容易劈开的方向，所以要避免轮廓线成为与该方向平行的形状。第1槽77可以通过与在实施方式1中说明的槽相同的方法形成。该情形下，也可 以通过图6 图8中的任意一种方法形成。另一方面，第2槽78也可以同样地形成。在进行劈开时，劈开能量小的地方应力集中而使分割进行下去。此时，没有在期望 的方向上劈开晶片时，会给从半导体激光器芯片的端面到电极的距离带来偏差，恐怕会降 低激光器的特性。但是，通过相对于划线标记74在劈开前进方向的下流侧设置第1槽77， 可以沿着期望的劈开线发生劈开。另一方面，通过相对于脊部72在劈开前进方向的下流侧 设置第2槽78，可以缓解在发光部附近产生台阶高差。这样，根据本实施方式，通过除了划 线标记还设置第1槽和第2槽，能够以高的精度进行劈开，同时还能够防止由于劈开在发光 部附近产生不合格。实施方式4本实施方式涉及通过将划线标记的前端位置等的层结构最佳化来抑制在晶片劈 开后的脊部和其附近的劈开面上产生台阶高差的半导体激光器的制造方法。下面沿着图13 中示出的流程图说明本实施方式的半导体激光器的制造方法。首先，在形成了 η型覆层、活 性层的单晶晶片的表面上形成P型覆层(步骤120)。在图14中示出步骤120处理后的晶 片剖面。即，在单晶晶片136的上层上形成η型覆层134，在η型覆层134的上层上形成活性层132，在活性层132的上层上形成ρ型覆层130。而且步骤120处理后的ρ型覆层的膜 厚为Tl。其中，考虑到半导体激光器的特性，膜厚Tl确定为成为脊部所必需的膜厚。接下来，在步骤120中形成的ρ型覆层上通过光刻法进行规定的构图。然后对没 有被抗蚀剂所覆盖的开口部分进行蚀刻(步骤122)。该蚀刻将除去了应该成为半导体激光 器的脊部和平台部的部分的P型覆层蚀刻到规定深度。其中，平台是为了保护脊部等而具 有与脊部同等高度的部分。在图15中示出通过步骤122进行了蚀刻后的剖面结构。如图15所示，在步骤122 中形成脊200、平台202、邻接脊206等。S卩，因为脊部I、平台部III、邻接脊部V没有在步 骤122的蚀刻工序中被蚀刻，所以ρ型覆层的膜厚仍为Tl。另一方面，沟道部II、作为在后 述的工序中形成划线标记的部分的划线标记形成部IV的ρ型覆层在步骤122中被蚀刻，其 膜厚变为Τ2。在本实施方式中Τ2是0.06 μ m。步骤122的处理结束时进行到步骤124的处理。在步骤124中，在划线标记形成 部IV中形成划线标记。本实施方式的划线标记是劈开晶片时应该成为劈开起点的切痕。该 划线标记可以用刀具施加切痕来形成，但是，并不限于此，也可以通过照射电子束或激光束 来形成。在图16A中示出通过步骤124形成了划线标记后的晶片剖面。还在图16B中示出 图16A的平面图。其中，图16B中的虚线是劈开线201，在后述的劈开工序中沿着该劈开线 201在同一个图中的箭头方向上进行劈开。本实施方式的划线标记204在剖面图即图16A中是在深度方向上宽度变窄的倒三 角形形状。另一方面，在平面图即图16B中是2个顶点设置在劈开线201上的菱形形状。如 从图16B中所掌握的那样，划线标记204具有尖锐部(前述的菱形部分包含顶点的部分)。 其中，在图16C中示出划线标记204的放大图。划线标记是包括前述的尖锐部209和非尖 锐部211，二者一体地形成的切痕。此外，尖锐部209包括设置在劈开线201上的顶点，并且 该顶点位于劈开进行方向的下流侧。并且将划线标记204形成为在与脊部I相反的方向上沿着劈开线201与平台部 III和划线标记形成部IV的边界仅距离Ll的区域，设置尖锐部的前端。本实施方式的距离 Ll是1 μ m，但只要是1 μ m以上就没有特别的限定。其中，将在与所述的边界仅相距距离Ll 处设置的划线标记204中，尖锐部209劈开线上的前端称为“劈开侧前端”。劈开侧前端是 在劈开线201上设置的2个划线标记顶点中离脊200近的那个顶点。于是距离Ll可以表 现为“从平台部III和划线标记形成部IV的边界到劈开侧前端的距离”。另外，图16B中的斜线部分表示在步骤120中ρ型覆层被蚀刻的区域。如从图16Β 中可掌握的那样，该被蚀刻区域的宽度是L2，设置成带状。本实施方式中的L2是1 μ m，但 只要是1 μ m以上就没有特别的限定。步骤124的处理结束时进行到步骤126的处理。步骤124是沿着前述的劈开线 201劈开晶片以露出半导体激光器端面的工序。在步骤124中，通过从划线标记204的里面 施加力，以划线标记204为起点沿着图16B中用箭头表示的方向进行劈开。步骤126结束 时在表面上露出应该射出或者反射光的激光器端面。在这里说明用来理解本发明意义的比较例。用剖面图17A和其平面图17B来说明 比较例中的半导体激光器的制造方法。图17A和图17B是进行劈开前的结构。比较例中的 半导体激光器的制造方法中，在单晶晶片240上形成了 η型覆层239、在η型覆层239上形成了活性层238的晶片上形成ρ型覆层。其中形成的ρ型覆层的膜厚为hi。接下来，进行蚀 刻以形成沟道243。进行该蚀刻以使沟道243中的ρ型覆层残膜变为比hi薄的h2。其中， 将残膜h2确定为能够保护活性层238等并且能够使激光器特性最佳化的值。这样进行蚀 刻时形成P型覆层的膜厚为hi的脊242、膜厚为h2的沟道243、膜厚为hi的平台244。此 外，如图17A中所记载的，在与平台244以及沟道243远离的方向上形成应该形成与脊242 不同的芯片的脊241等。接下来，形成划线标记230。比较例的划线标记230如从图17A中可知，形成在没 有进行前述蚀刻的部分即平台244上。从而划线标记的劈开侧前端(这里所说的劈开侧前 端指的是在平面图上看到的菱形划线标记230中，设置在劈开线a_b上的2个顶点中靠近 脊242的那个顶点)设置在平台244上。并且，在比较例中将划线标记230设置为从前述的 劈开侧前端沿着劈开线a-b，与脊242方向上仅相距一定距离处存在着平台244。S卩，在从 比较例的劈开侧前端沿着劈开线a-b的脊242的方向上，经过一定的距离，ρ型覆层厚(hi) 的区域变宽。此外，下文中将从劈开侧前端以该劈开侧前端为起点朝着应该劈开的脊的方 向延伸的劈开线平行方向的一规定面积的区域称为“错位关联区域”。错位关联区域与劈开 侧前端接触。然后，完成了图17A、17B中示出的比较例的结构时，进行劈开以露出端面。从划线 标记230的里面施加力，以沿着图17B中的劈开线a-b，沿着图17B的箭头方向上进行劈开。 即，以划线标记230为起点开始劈开，从劈开侧前端经过错位关联区域按照沟道243、脊242 的顺序进行劈开。在激光器运行时光密度变高的脊部的活性层和覆层等端面部分伴随着劈开而产 生台阶高差等时，激光器特性劣化，这已为人们所知。从而，在劈开时特别要求“激光器运行 时光密度变高”区域的端面没有台阶高差而变得平坦。但是，按照比较例的半导体激光器的 制造方法进行劈开时，在脊部的活性层和覆层等“激光器运行时光密度变高”区域的端面上 产生了宽度方向的台阶高差。其中，所谓宽度方向的台阶高差是在与例如图17B的箭头方 向大致平行的方向上延伸的台阶高差。另外，如果采用其它的看法，就是对图17A中的深度 方向平坦性有害的台阶高差。这样的宽度方向的台阶高差不特别严密地限定于在宽度方向上延伸的台阶高差。 即，宽度方向的台阶高差是由于在划线标记附近存在或者产生的错位在劈开过程中扩展到 前述的“激光器运行时光密度变高”区域而产生的，所以至少具有宽度方向成分的台阶高 差。在比较例中考虑到了由于这样的宽度方向台阶高差而使半导体激光器的特性劣化的情 形。根据本实施方式的半导体激光器的制造方法，在进行劈开时能够抑制上述宽度方 向台阶高差的产生。下面说明本实施方式的半导体激光器的制造方法的特征。在本实施方式中，在被定义为错位关联区域的从劈开侧前端延伸到应该劈开的脊 的区域中的P型覆层的膜厚薄膜化(蚀刻)为0.06μπι。因此，例如以图16Α的划线标记 204为起点开始劈开时，在划线标记附近存在或者产生的错位不会在与劈开方向平行的方 向上扩展，而在与劈开方向垂直的方向即晶片表面方向上扩展。从而因为不会产生前述的 宽度方向的台阶高差，所以能够使“激光器运行时光密度变高”区域的端面平坦。所以根据 本实施方式的半导体激光器的制造方法，能够进行劈开使脊和脊附近的端面变平坦。
一般地，劈开进行的方向是沿着其材料容易破裂的方向。另外，如本发明所述以划 线标记为起点开始劈开时，其附近的错位扩展的方向也沿着前述的材料容易破裂的方向。 根据这样的认识，认为在错位关联区域中P型覆层的膜厚厚的情形下，对于划线标记附近 的错位来说“容易破裂的方向”例如是沿着单晶晶片和η型覆层的边界的方向等“宽度方 向”。另一方面，认为在错位关联区域中P型覆层的膜厚薄的情形下，对于划线标记附近的 错位来说进行劈开时“容易破裂的方向”是晶片表面的方向即纵向。从而在错位关联区域 中P型覆层被薄膜化(蚀刻)的本发明中，抑制了宽度方向的错位。本发明的效果是根据 这样的技术得到的。实际上，本发明者进行的实验得到了证实前述研究的如下结果。首先，对用来说明 本实施方式的比较例的图17Α中平台244的ρ型覆层膜厚为0. 6 μ m的结构的晶片进行劈 开。该情形下，大概70%的半导体激光器芯片在其端面的脊242等的特性上很重要的地方 产生了宽度方向的台阶高差。另一方面，对说明本实施方式的图16A中ρ型覆层膜厚T2为 0.06 μ m的结构的晶片进行劈开时，前述宽度方向台阶高差的发生概率是0%。此外，该实 验结果是在包括一般的青紫色LD脊结构的半导体激光器进行的。其中，包括青紫色LD脊结构的半导体激光器的ρ型覆层(上覆层)的残余厚度由 于FFP (Far Field Pattern)的限制等，多是约0. 4 μ m。从而为了得到本发明的效果，前述 错位关联区域中P型覆层(上覆层)的膜厚可以不到0.4 μ m。而且，考虑ρ型覆层(上覆 层)的成膜偏差或蚀刻偏差等时，代替前述0. 4 μ m的值而为0. 1 μ m时，因为进一步得到了 本发明的效果，所以更合适。即，如前所述，P型覆层膜厚T2为0. 06 μ m时能够避免宽度方 向台阶高差的问题，但是由于劈开以外的原因而需要使T2比0. 06 μ m更厚膜化时，通过使 其为0. 1 μ m，即使存在工序偏差也能够取得本发明的效果。此外，用来取得本发明效果的 T2膜厚没有下限，也可以是0 μ m。前述的实验结果是针对青紫色LD，但是由于本发明的思想是基于对“材料的破裂 容易度”的研究，所以认为即使对于其它材料类，也能够取得本发明的效果，只不过有定量 的差别。而且，由于在本发明中在同一个蚀刻工序中进行用来形成脊的蚀刻和错位关联区 域的蚀刻，所以能够不增加工序就取得本发明的效果。在本实施方式中，错位关联区域是由在先定义的长度Li、L2所确定的形状，但是 本发明不限定于此。即，本发明通过使错位关联区域中P型覆层为0. 06 μ m(或者如前所述 不到0. 4 μ m的任意值)，能够取得效果，错位关联区域的形状是任意的。作为实施本实施方式的半导体激光器制造方法的对象的晶片如图18A所示，包括 称为条带心部的高错位区域300。形成划线标记以与高错位区域300重叠时，通过使错位关 联区域的P型覆层不到0. 4 μ m，也能够取得本发明的效果。而且，即使是划线标记304的尖 锐部(尖锐部的定义如前所述)不与高错位区域300重叠的部分，设置在ρ型覆层被薄膜 化(蚀刻)的部分中时，也能够进一步抑制劈开面(尤其是脊附近)的台阶高差。此外，包 括高错位区域的晶片中，划线标记也可以设置在高错位区域以外的地方。在图18B中示出 这样的例子。因为图18B在两个芯片302旁边设置划线标记304，所以取得了本发明的效 果，同时可以更高精度地沿着劈开线劈开。在本实施方式中，说明了包括平台的半导体激光器的制造方法，但是本发明也可以适用于没有平台的情形。在图19A、19B中示出了没有平台的半导体激光器劈开前的结 构。图19A是剖面图，图19B是图19A的平面图。在该例子中，从表面顺序包括ρ型覆层 254、活性层256、η型覆层258，划线标记250形成在ρ型覆层254被薄膜化(蚀刻)的部 分中。在本实施方式中说明了在活性层上形成ρ型覆层的结构，但是即使在活性层上形 成的覆层(称为上覆层)是η型覆层也能够取得本发明的效果。而且，本发明不限定于上述各实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内可以进行 各种变形。例如，也可以在除了脊部的劈开线上，设置P型覆层被蚀刻了的区域，以与划线 标记宽度一致。在图20中示出了这样的例子。图20是劈开前晶片的平面图。划线标记 402和错位关联区域设置在ρ型覆层被蚀刻的区域中。此外，在该图中用与脊400相同的图 案涂布的部分表示P型覆层没有被蚀刻的区域(图21、22中也相同)。另外，同样地，也可 以形成如图21、22所示的晶片用来进行劈开。其中，图20、21、22中的箭头线意味着劈开线 和劈开方向。
权利要求
一种半导体激光器的制造方法，该半导体激光器在晶片上具有脊部、与所述脊部高度相同的平台部、在所述脊部和所述平台部之间形成的比所述脊部高度低的沟道部，其特征在于，包括在所述晶片上形成第一膜厚的p型覆层的工序；在成为所述沟道部的部分和比所述平台部远离所述脊部的劈开线上的规定部分上蚀刻所述p型覆层，形成第二膜厚的工序；在所述劈开线上比所述规定部分远离所述脊部的部分上形成作为切痕的划线标记的工序；和从所述划线标记的尖锐部通过所述规定部分，朝着所述脊部的方向沿着所述劈开线进行劈开的工序，形成所述划线标记以使所述尖锐部的前端设置在所述劈开线上，并且与所述规定部分接触。
2.权利要求1中记载的半导体激光器的制造方法，其特征在于，所述规定部分在与所 述劈开线平行的方向上的长度为1 μ m以上。
3.权利要求1中记载的半导体激光器的制造方法，其特征在于，所述规定部分在与所 述劈开线垂直的方向上的长度为ι μ m以上。
4.权利要求1中记载的半导体激光器的制造方法，其特征在于，所述第二膜厚为Ομπι 以上 0. 4μπι以下。
5.权利要求1 4中任何一项记载的半导体激光器的制造方法，其特征在于，在所述晶 片上形成分别包括所述脊部、所述平台部、所述沟道部的多个芯片的工序，以及以所述划线标记和所述规定部分为成对，在邻接的2个所述芯片之间至少形成一对。
6.权利要求1中记载的半导体激光器的制造方法，其特征在于，所述晶片是GaN基板。
7.权利要求6中记载的半导体激光器的制造方法，其特征在于，还包括形成所述GaN基板的高错位区域的工序，设置所述划线标记以使所述划线标记的非尖锐部与所述高错位区域重叠，所述脊部侧的所述尖锐部设置在所述P型覆层为所述第二膜厚的部分上。
全文摘要
本发明提供一种能够在期望的位置上劈开晶片的半导体激光器的制造方法。在GaN晶片(11)上形成设置了多个脊部(13)的半导体层。在脊部(13)和划线标记(16)之间，与划线标记(16)在同一条直线上设置槽(19)。槽(19)相对于划线标记(16)设置在劈开方向的下流侧上。槽(19)成劈开方向的下流侧端部向外侧凸出的形状，优选该形状的顶点位于要劈开的线上，同时从该顶点延伸的轮廓线不与劈开方向成60度的方向平行。
文档编号H01L21/301GK101944704SQ20101000457
公开日2011年1月12日 申请日期2008年2月14日 优先权日2007年2月15日
发明者中村仁志, 西口晴美, 阿部真司 申请人:三菱电机株式会社