JP2007281277A - Method for manufacturing semiconductor laser device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体レーザ素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser device.
図7A〜図7Fに、従来の半導体レーザ素子の製造方法の工程図を示す。 7A to 7F show process diagrams of a conventional method of manufacturing a semiconductor laser device.
上記従来の半導体レーザ素子の製造方法では、まず、図7Aに示すように、半導体基板201上に、活性層を含む半導体層群203をエピタキシャル成長させた後、半導体層群203にレーザ・ストライプを形成して、半導体レーザウエハW3を作製する。
In the conventional method of manufacturing a semiconductor laser device, first, as shown in FIG. 7A, a
次に、上記半導体基板201は通常300〜800μmの厚さがあるため、半導体レーザウエハW3を後工程でへき開できるように、半導体基板201をラッピング(研磨)やエッチングで削り、半導体レーザウエハW3の厚さを約100μm程度にする。
Next, since the
次に、図7Bに示すように、上記半導体レーザウエハW3のエピタキシャル成長面に電極205を形成する一方、半導体レーザウエハW3の基板面に電極204を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, the
次に、上記電極204の表面に、図7Cに示すように、レーザチップ分割位置を示す電極パターンを形成した後、レーザ・ストライプが延びる方向(以下、「レーザ・ストライプ方向」と言う。)に垂直な方向に沿って、半導体レーザウエハW3をへき開法で周期的に切断すると、光出射端面261を有する半導体レーザバー207が複数得られる。このとき、上記へき開での周期の長さは、半導体レーザ素子の共振器長となる。なお、上記光出射端面261は上記へき開法によって形成されるへき開面である。
Next, as shown in FIG. 7C, an electrode pattern indicating a laser chip division position is formed on the surface of the
次に、上記光出射端面261に、図7Dに示すように、端面保護及び反射率制御のために誘電体膜271を成膜する。
Next, as shown in FIG. 7D, a
次に、上記半導体レーザバー207の電極204の表面に、レーザ・ストライプ方向と平行な複数のけがき線を形成した後、そのけがき線に沿って半導体レーザバー207を分割することにより、図7Eに示すように、複数の半導体レーザチップ208を形成する。
Next, after forming a plurality of scribing lines parallel to the laser stripe direction on the surface of the
上記半導体レーザチップ208は、図7Fに示すように、ヒートシンク275にダイボンドされる。上記ヒートシンク275はサブマウトであり、図示しないパッケージ本体に固定される。
The
上記半導体レーザチップ208とヒートシンク275との間にはんだ276が付けられており、はんだ276を熱で溶かすことにより、半導体レーザチップ206の固定を行う。通常、上記半導体レーザチップ208は、熱放散効果を高めるため、発光部となる活性層を含む半導体層群203側をヒートシンク275に向けて、半導体レーザチップ208の半導体層群203側の電極205がシートシンク275にはんだ276を介して接続されるジャンクション・ダウン法が行われる。一方、上記半導体レーザチップ208の半導体基板201側の電極204は、ワイヤーボンドにより、図示しないパッケージ電極リードに接続される。
Solder 276 is attached between the
ところで、上記半導体レーザバー207の光出射端面261に誘電体膜271を成膜する際、半導体レーザチップ208の半導体層群203側の電極205と、半導体レーザチップ208の半導体基板201側の電極204とに誘電体膜を成膜させることなく、光出射端面261に誘電体膜271を成膜する方法が要求される。
By the way, when the
これは、上記半導体レーザチップ208の電極204,205、特に、シートシンクへ275のダイボンド面を有する電極205に、部分的でも誘電体膜が成膜されると、半導体レーザチップ208をヒートシンク275にダイボンドしたとき、電極205において誘電体膜が成膜されている部分ではんだ濡れ性が悪くなる結果、ダイボンド強度が弱くなり、かつ、熱放散効果が弱くなり、半導体レーザチップ208の特性や信頼性に悪影響を与えるという問題が発生してしまう。
This is because when a dielectric film is partially formed on the
半導体レーザチップの電極に、誘電体膜を成膜させることなく、光出射端面261に誘電体膜271を成膜させる方法としては、特開平11−54597号公報に記載されたものがある。
As a method of forming the
特開平11−54597号公報では、まず、図8Aに示すように、複数の半導体レーザバー207を積み重ねて成膜用ホルダ301で保持する。
In Japanese Patent Laid-Open No. 11-54597, first, as shown in FIG. 8A, a plurality of
次に、図8Bに示すように、真空蒸着装置のチャンバー302内に設置されたホルダ固定器303に成膜用ホルダ301を固定する。このとき、上記成膜用ホルダ301は、複数の半導体レーザバー207の一方の光出射端面が蒸着源304に向くようにホルダ固定器303に固定される。なお、図8Bにおいて、305は膜厚計であり、306はダクトである。
Next, as shown in FIG. 8B, the
次に、上記蒸着源304を加熱して蒸発させることにより、複数の半導体レーザバー207の一方の光出射端面に誘電体膜271を形成する。
Next, the
次に、上記ホルダ固定器303を180度回転させて、複数の半導体レーザバー207の他方の光出射端面を蒸着源304に向けた後、蒸着源304を加熱して蒸発させることにより、複数の半導体レーザバー207の他方の光出射端面に誘電体膜271を成膜する。
Next, the
このように、上記成膜用ホルダ301により、複数の半導体レーザバー207を重ね合わせて保持することによって、半導体レーザバー207の両光出射端面に誘電体膜271を成膜するときに、蒸着源304に対して半導体レーザバー207の電極204,205が露出しない。
As described above, when the
したがって、上記半導体レーザバー207の電極204,205に誘電体膜271を成膜せずに、半導体レーザバー207の光出射端面のみに誘電体膜271を成膜することができる。
Therefore, the
しかしながら、上記成膜用ホルダ301に使用による場合、半導体レーザバー7間に微小であっても異物(半導体レーザバー7の取り扱い時の欠け破片等)が入った場合、その半導体レーザバー7間に隙間ができ、蒸発した蒸発源304が上記隙間を通って電極204,205側へ回り込む結果、図9Aに示すように、電極204,205の光出射端面261近傍の部分に回り込み誘電体膜281が成膜されることになる。
However, when used for the
このような蒸発した蒸発源304の回り込みは、半導体レーザバー207に反りがあったり、半導体レーザバー207の保持固定が弱かったりしても発生する。
Such evaporation of the evaporated
したがって、上記成膜用ホルダ301を使用しても、半導体レーザバー207の電極204,205における回り込み誘電体膜281の発生を完全に防ぐのは難しい。
Therefore, even if the
特に、上記半導体レーザバー207の半導体層群203側の電極205に回り込み誘電体膜281が発生した場合、この半導体レーザバー207から得た半導体レーザチップ208は、はんだ濡れ性が悪くなり、特性悪化を引き起こす問題がある。
In particular, when the
図10Aに、他の従来の半導体レーザ素子の製造方法で製造されるリッジ導波路型半導体レーザ素子の概略断面図を示す。 FIG. 10A is a schematic cross-sectional view of a ridge waveguide type semiconductor laser device manufactured by another conventional method of manufacturing a semiconductor laser device.
図10Aにおいて、101はn型GaAs基板、102はn型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第1クラッド層、103は量子井戸活性層、104はp型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第2クラッド層、105はp型In0.5Ga0.5Pエッチング停止層、106Aはリッジ部用p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第3クラッド層、107Aはリッジ部用p型In0.5Ga0.5P中間層、108Aはリッジ部用p型GaAsコンタクト層、106Bはテラス部用p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第3クラッド層、107Bはテラス部用p型In0.5Ga0.5P中間層、108Bはテラス部用p型GaAsコンタクト層、111はリッジ部、112はテラス部、113は溝部、121はリッジ部埋め込み誘電体膜、131はp側電極、134はn側電極、135はAuメッキ電極である。
In FIG. 10A, 101 is an n-type GaAs substrate, 102 is an n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P first cladding layer, 103 is a quantum well active layer, and 104 is a p-type ( Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P second cladding layer, 105 is a p-type In 0.5 Ga 0.5 P etching stop layer, and 106 A is a p-type for ridge (Al 0.5 . 7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P third cladding layer, 107A is p-type In 0.5 Ga 0.5 P intermediate layer for ridge portion, 108A is p-type GaAs contact layer for ridge portion, 106B Is the p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P third cladding layer for terrace, 107B is the p-type In 0.5 Ga 0.5 P intermediate layer for terrace, 108B is P-type GaAs contact layer for terrace, 111 is a ridge, 112 is a terrace, 113
すなわち、上記リッジ導波路型半導体レーザ素子は、ヒートシンクへのダイボンド時の熱放散性を高めるため、熱伝導のよいAuメッキ電極135を設けたリッジ導波路型半導体レーザである。
That is, the ridge waveguide type semiconductor laser element is a ridge waveguide type semiconductor laser provided with a thermally conductive Au plated
図10Bに、リッジ導波路型半導体レーザウエハから形成した半導体レーザバー117の概略斜視図を示す。
FIG. 10B shows a schematic perspective view of a
上記Auメッキ電極135には、光導波路を形成するリッジ部111があることにより、凹凸が形成されている。
The Au plating
したがって、上記リッジ導波路型半導体レーザ素子を製造するために成膜用ホルダ301を用いた場合、半導体レーザバー117を密着させて重ね合わせても、半導体レーザバー117間に隙間が生じるから、図10C,図10Dに示すように、回り込み誘電体膜281がAuメッキ電極135に付着してしまう。
そこで、本発明の課題は、半導体レーザバーの光出射端面への誘電体膜成膜を行った後、エピタキシャル成長面側の電極上の誘電体膜を除去することにより、半導体レーザ素子のダイボンドでのはんだ濡れ性悪化を防止し、半導体レーザ素子の特性の悪化を防止できる半導体レーザ素子の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to form a dielectric film on the light emitting end face of the semiconductor laser bar, and then remove the dielectric film on the electrode on the epitaxial growth surface side, thereby soldering the semiconductor laser element by die bonding. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor laser device that can prevent deterioration of wettability and prevent deterioration of characteristics of the semiconductor laser device.
上記課題を解決するため、本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、
半導体レーザウエハのエピタキシャル成長面に電極を形成する工程と、
上記電極上に保護膜を形成する工程と、
上記電極及び上記保護膜が形成された上記半導体レーザウエハを一方向に沿って切断して、この切断による切断面を光出射端面とする半導体レーザバーを作製する工程と、
上記半導体レーザバーの上記光出射端面に誘電体膜を形成した後、上記保護膜を除去する工程と
を備え、
上記保護膜は、上記光出射端面に上記誘電体膜を残した状態で除去することが可能であることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention includes:
Forming an electrode on the epitaxial growth surface of the semiconductor laser wafer;
Forming a protective film on the electrode;
Cutting the semiconductor laser wafer on which the electrode and the protective film are formed along one direction, and manufacturing a semiconductor laser bar having a cut surface by the cutting as a light emitting end surface;
And a step of removing the protective film after forming a dielectric film on the light emitting end face of the semiconductor laser bar,
The protective film can be removed while leaving the dielectric film on the light emitting end face.
ここで、半導体レーザウエハとは、半導体レーザ素子の主要な構造が形成されたものであり、少なくとも活性層を含むものである。 Here, the semiconductor laser wafer is one on which the main structure of the semiconductor laser element is formed, and includes at least an active layer.
上記構成の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記半導体レーザバーの光出射端面に誘電体膜を形成する。このとき、上記誘電体膜の材料が半導体レーザバーのエピタキシャル成長面側に回り込むことにより、半導体レーザバーのエピタキシャル成長面側に回り込み誘電体膜が形成される。この回り込み誘電体膜の少なくとも一部は、保護膜を除去することによって、保護膜と共に簡単かつ確実に除去することができる。 According to the method of manufacturing a semiconductor laser device having the above configuration, the dielectric film is formed on the light emitting end face of the semiconductor laser bar. At this time, when the material of the dielectric film wraps around the epitaxial growth surface side of the semiconductor laser bar, the dielectric film wraps around the epitaxial growth surface side of the semiconductor laser bar. At least a part of the wraparound dielectric film can be easily and reliably removed together with the protective film by removing the protective film.
また、上記保護膜は、光出射端面に誘電体膜を残した状態で除去することが可能であるから、保護膜を除去しても、光出射端面に誘電体膜を残すことができる。 Further, since the protective film can be removed with the dielectric film remaining on the light emitting end face, the dielectric film can be left on the light emitting end face even if the protective film is removed.
また、上記回り込み誘電体膜の少なくとも一部を保護膜と共に除去することによって、電極上の回り込み誘電体膜が減少するから、電極のはんだ濡れ性を向上させることができる。 Further, by removing at least a part of the wraparound dielectric film together with the protective film, the wraparound dielectric film on the electrode is reduced, so that the solder wettability of the electrode can be improved.
したがって、上記保護膜を除去した半導体レーザバーを分割することにより、ダイボンドでのはんだ濡れ性悪化を防止できる半導体レーザ素子を作製することができる。 Therefore, by dividing the semiconductor laser bar from which the protective film has been removed, a semiconductor laser element capable of preventing deterioration of solder wettability due to die bonding can be manufactured.
また、上記電極上において熱伝導率の悪い誘電体膜が減少するから、電極の熱放散効果を高めることができる。 Further, since the dielectric film having poor thermal conductivity is reduced on the electrode, the heat dissipation effect of the electrode can be enhanced.
したがって、上記保護膜を除去した半導体レーザバーを分割することにより、放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を防ぐことができる半導体レーザ素子を作製することができる。 Therefore, by dividing the semiconductor laser bar from which the protective film has been removed, it is possible to produce a semiconductor laser element that can prevent deterioration in characteristics and deterioration in reliability due to deterioration in heat dissipation.
また、上記半導体レーザ素子に関して放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を防ぐことができるので、半導体レーザ素子の製造の歩留りを向上させることができる。 In addition, since deterioration of characteristics and reliability associated with deterioration of heat dissipation can be prevented with respect to the semiconductor laser element, the manufacturing yield of the semiconductor laser element can be improved.
また、上記保護膜を除去しても、光出射端面に誘電体膜を残すことができるから、その誘電体膜の除去を防止するための除去防止膜を形成する必要はなく、製造工程を簡略化することができる。 In addition, even if the protective film is removed, the dielectric film can be left on the light emitting end face. Therefore, it is not necessary to form a removal preventing film for preventing the removal of the dielectric film, and the manufacturing process is simplified. Can be
また、上記保護膜を除去することによって、半導体レーザバーのエピタキシャル成長面側の付着異物、汚れ、傷を保護膜と共に除去することができる。 Further, by removing the protective film, it is possible to remove adhering foreign matter, dirt and scratches on the epitaxial growth surface side of the semiconductor laser bar together with the protective film.
したがって、上記保護膜が除去された半導体レーザバーを分割することにより、付着異物、汚れ、傷による特性悪化や信頼性悪化を防ぐことができる半導体レーザ素子を作製することができる。 Therefore, by dividing the semiconductor laser bar from which the protective film has been removed, it is possible to manufacture a semiconductor laser device that can prevent deterioration in characteristics and reliability due to adhered foreign matter, dirt, and scratches.
上記半導体レーザウエハとしては、例えば、半導体基板と、この半導体基板上に形成され、活性層を含む半導体層群とを有するものがある。 Examples of the semiconductor laser wafer include a semiconductor substrate and a semiconductor layer group formed on the semiconductor substrate and including an active layer.
また、上記半導体層群としては、例えば、レーザ・ストライプ構造が形成されたものがある。 Further, as the semiconductor layer group, for example, there is one in which a laser stripe structure is formed.
なお、上記半導体レーザ素子のエピタキシャル成長面側の電極をヒートシンクに対向させ、半導体レーザ素子をヒートシンク上にダイボンドし、ヒートシンクをパッケージに実装し、半導体レーザ素子とパッケージとをワイヤで接続することにより、半導体レーザ素子、ヒートシンク、パッケージ及びワイヤを備える半導体レーザ装置を作製することができる。 It is to be noted that an electrode on the epitaxial growth surface side of the semiconductor laser element is opposed to a heat sink, the semiconductor laser element is die-bonded on the heat sink, the heat sink is mounted on a package, and the semiconductor laser element and the package are connected by a wire, thereby providing a semiconductor. A semiconductor laser device including a laser element, a heat sink, a package, and a wire can be manufactured.
一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記保護膜は、上記光出射端面に上記誘電体膜を残しつつエッチングで除去することが可能な金属膜である。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The protective film is a metal film that can be removed by etching while leaving the dielectric film on the light emitting end face.
上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記保護膜は、光出射端面に上記誘電体膜を残しつつエッチングで除去することが可能な金属膜であるから、保護膜をエッチング除去しても、光出射端面に誘電体膜を残すことができる。 According to the method of manufacturing the semiconductor laser device of the above embodiment, the protective film is a metal film that can be removed by etching while leaving the dielectric film on the light emitting end face. However, the dielectric film can be left on the light emitting end face.
上記金属膜としては、例えば、硫酸と水を混合した液温50℃以下の硫酸系エッチャントで除去できるTi膜や、アンモニア水と過酸化水素水と水とを混合したアンモニア系エッチャントで除去できるMo膜等がある。 As the metal film, for example, a Ti film that can be removed with a sulfuric acid-based etchant having a liquid temperature of 50 ° C. or lower in which sulfuric acid and water are mixed, or a Mo film that can be removed with an ammonia-based etchant in which ammonia water, hydrogen peroxide water and water are mixed. There are membranes.
一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記保護膜が水溶性の膜である。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The protective film is a water-soluble film.
上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記保護膜が水溶性の膜であるから、保護膜を水洗で除去できるから、製造コストを低減することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor laser device of the above embodiment, since the protective film is a water-soluble film, the protective film can be removed by washing with water, so that the manufacturing cost can be reduced.
上記水溶性の膜としては、例えば、MgCl2膜、KCl膜、NaCl膜、部分エステル化したPVA(ポリビニルアルコール)膜等がある。 Examples of the water-soluble film include an MgCl 2 film, a KCl film, a NaCl film, and a partially esterified PVA (polyvinyl alcohol) film.
一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記保護膜が有機溶剤に溶解する膜である。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The protective film is a film that dissolves in an organic solvent.
上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記保護膜が有機溶剤に溶解する膜であるから、保護膜を有機溶剤で確実に除去することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor laser device of the above embodiment, since the protective film is a film that dissolves in an organic solvent, the protective film can be reliably removed with the organic solvent.
上記有機溶剤に溶解する膜としては、例えば、パーフルオロ溶媒に溶解するフッ素系樹脂サイトップ(旭硝子(株))膜等がある。 As a film | membrane which melt | dissolves in the said organic solvent, there exists a fluororesin Cytop (Asahi Glass Co., Ltd.) film | membrane etc. which melt | dissolve in a perfluoro solvent, for example.
一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記保護膜は、上記切断面上に位置する幅10μm以上の領域を除いて形成されている。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The protective film is formed except for a region having a width of 10 μm or more located on the cut surface.
上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記半導体レーザバーの光出射端面に誘電体膜を形成した場合、半導体レーザバーのエピタキシャル成長面側に回り込み誘電体膜が形成されるが、この回り込み誘電体膜の厚みは切断面から離れるにしたがって薄くなる。 According to the method of manufacturing a semiconductor laser device of the above embodiment, when a dielectric film is formed on the light emitting end face of the semiconductor laser bar, a wraparound dielectric film is formed on the epitaxial growth surface side of the semiconductor laser bar. The thickness of the body membrane decreases as the distance from the cut surface increases.
したがって、上記保護膜は、切断面上に重なる幅10μm以上の領域を除いて形成されているから、保護膜近傍の回り込み誘電体膜の厚みは薄い。 Therefore, since the protective film is formed except for a region having a width of 10 μm or more that overlaps the cut surface, the wraparound dielectric film near the protective film is thin.
その結果、上記保護膜の除去が回り込み誘電体膜で阻害されず、保護膜と、この保護膜近傍の回り込み誘電体膜とを容易に除去することができる。 As a result, the removal of the protective film is not hindered by the wraparound dielectric film, and the protective film and the wraparound dielectric film near the protective film can be easily removed.
なお、上記領域の幅は、半導体レーザバーの共振器方向の長さよりも短く設定する。 The width of the region is set shorter than the length of the semiconductor laser bar in the resonator direction.
一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記保護膜は、メッキで形成された金属膜であり、
上記電極は、Auを含むAuメッキ膜である。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The protective film is a metal film formed by plating,
The electrode is an Au plating film containing Au.
上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記保護膜がメッキによる金属膜であって、電極がAuメッキ膜であるから、保護膜及び電極の形成方法をメッキに単一化し、保護膜及び電極の形成方法を簡略化することができる。 According to the method of manufacturing the semiconductor laser device of the above embodiment, the protective film is a metal film formed by plating and the electrode is an Au plated film. The formation method of a film | membrane and an electrode can be simplified.
また、上記保護膜はメッキで形成された金属膜であるから、電極の厚さを容易に厚くすることができる。 In addition, since the protective film is a metal film formed by plating, the thickness of the electrode can be easily increased.
また、上記保護膜を厚くすることにより、電極に傷が付くのを保護膜で防ぐ効果を向上させることができる。 Further, by increasing the thickness of the protective film, it is possible to improve the effect of preventing the electrode from being damaged by the protective film.
また、上記電極がAuメッキ膜であるから、電極の熱伝導率が高くなり、半導体レーザ素子の放熱性を向上させることができる。 Further, since the electrode is an Au plating film, the thermal conductivity of the electrode is increased, and the heat dissipation of the semiconductor laser element can be improved.
また、上記電極がAuメッキ膜であるから、電極の厚さを容易に厚くすることができる。 Moreover, since the electrode is an Au plating film, the thickness of the electrode can be easily increased.
一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記半導体レーザバーが、リッジ部を有するリッジ導波路型半導体レーザ素子を含み、
上記リッジ部により上記電極に生じた凸部の高さよりも、上記保護膜の厚さが厚い。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The semiconductor laser bar includes a ridge waveguide type semiconductor laser element having a ridge portion,
The thickness of the protective film is greater than the height of the convex portion generated in the electrode by the ridge portion.
上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記リッジ部により電極に生じた凸部の高さよりも、保護膜の厚さが厚いから、傷の入りやすい電極の凸部を保護膜で確実に覆って保護することができる。 According to the method of manufacturing the semiconductor laser device of the above embodiment, since the protective film is thicker than the height of the convex portion formed on the electrode by the ridge portion, the convex portion of the electrode that is easily damaged is protected by the protective film. It can be reliably covered and protected.
また、上記リッジ部により電極に生じた凸部の高さよりも、保護膜の厚さが厚くすることによって、電極の傷防止効果が高まるから、半導体レーザ素子のダイボンド面のはんだ濡れ性不均一による特性悪化や信頼性悪化を防止することができる。 Further, since the protective effect of the electrode is increased by increasing the thickness of the protective film rather than the height of the convex portion formed on the electrode by the ridge portion, the solder wettability nonuniformity of the die bond surface of the semiconductor laser element is increased. It is possible to prevent deterioration of characteristics and reliability.
また、上記リッジ部により電極に生じた凹部上に形成される回り込み誘電体膜の厚みは厚くなるが、凹部上に形成される回り込み誘電体膜は保護膜と共に除去できる。 Further, although the thickness of the wraparound dielectric film formed on the recess formed in the electrode by the ridge portion is increased, the wraparound dielectric film formed on the recess can be removed together with the protective film.
上記リッジ導波路型半導体レーザ素子としては、例えば、電流狭窄及び光閉じ込めを効果的に実現できるレーザ・ストライプ構造を有するものがある。 As the ridge waveguide type semiconductor laser element, for example, there is one having a laser stripe structure capable of effectively realizing current confinement and optical confinement.
上記レーザ・ストライプ構造としては、例えば、半導体レーザウエハのエピタキシャル成長面側の半導体層群に形成されたリッジ部と、リッジ部の側面の少なくとも一部を埋める誘電体膜とを有するものがある。 Examples of the laser stripe structure include a ridge portion formed in a semiconductor layer group on the epitaxial growth surface side of a semiconductor laser wafer and a dielectric film filling at least a part of the side surface of the ridge portion.
一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記保護膜上に、上記保護膜を残した状態で除去することが可能な埋め込み膜を形成する工程を備え、
上記半導体レーザバーが、リッジ部を有するリッジ導波路型半導体レーザ素子を含み、
上記リッジ部により上記電極に生じた凸部の高さよりも、上記埋め込み膜の厚さが厚い。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
Forming a buried film that can be removed on the protective film while leaving the protective film;
The semiconductor laser bar includes a ridge waveguide type semiconductor laser element having a ridge portion,
The buried film is thicker than the height of the convex portion generated in the electrode by the ridge portion.
上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記リッジ部により電極に生じた凸部の高さよりも、埋め込み膜の厚さが厚いから、傷の入りやすい電極の凸部を埋め込み膜で確実に覆って保護することができる。 According to the method of manufacturing the semiconductor laser device of the above embodiment, since the buried film is thicker than the height of the raised portion formed on the electrode by the ridge portion, the raised portion of the electrode that is easily damaged is buried by the buried film. It can be reliably covered and protected.
また、上記リッジ部により電極に生じた凸部の高さよりも、埋め込み膜の厚さを厚くすることによって、電極の傷防止効果が高まるから、半導体レーザ素子のダイボンド面のはんだ濡れ性不均一による特性悪化や信頼性悪化を防止することができる。 Further, since the effect of preventing damage to the electrode is increased by increasing the thickness of the embedded film rather than the height of the convex portion generated in the electrode by the ridge portion, the solder wettability non-uniformity of the die bond surface of the semiconductor laser element is increased. It is possible to prevent deterioration of characteristics and reliability.
また、上記リッジ部により電極に生じた凹部上に形成される回り込み誘電体膜の厚みは厚くなるが、凹部上に形成される回り込み誘電体膜は保護膜と共に除去できる。 Further, although the thickness of the wraparound dielectric film formed on the recess formed in the electrode by the ridge portion is increased, the wraparound dielectric film formed on the recess can be removed together with the protective film.
また、上記埋め込み膜は保護膜を残した状態で除去することが可能であるから、埋め込み膜と保護膜の材料を同一にしなくてもよく、埋め込み膜の材料の選択の自由度を大きくすることができる。 Further, since the buried film can be removed with the protective film remaining, the material of the buried film and the protective film need not be the same, and the degree of freedom in selecting the material of the buried film is increased. Can do.
また、上記埋め込み膜のエッチング除去は、半導体レーザバーの形成前に行ってもよいし、半導体レーザバーの形成後に行ってもよい。 Further, the etching removal of the embedded film may be performed before the formation of the semiconductor laser bar or after the formation of the semiconductor laser bar.
上記リッジ導波路型半導体レーザ素子としては、例えば、電流狭窄及び光閉じ込めを効果的に実現できるレーザ・ストライプ構造を有するものがある。 As the ridge waveguide type semiconductor laser element, for example, there is one having a laser stripe structure capable of effectively realizing current confinement and optical confinement.
上記レーザ・ストライプ構造としては、例えば、半導体レーザウエハのエピタキシャル成長面側の半導体層群に形成されたリッジ部と、リッジ部の側面の少なくとも一部を埋める誘電体膜とを有するものがある。 Examples of the laser stripe structure include a ridge portion formed in a semiconductor layer group on the epitaxial growth surface side of a semiconductor laser wafer and a dielectric film filling at least a part of the side surface of the ridge portion.
本発明の半導体レーザ素子の製造方法によれば、半導体レーザバーの光出射端面に誘電体膜を形成した後、保護膜を除去することによって、その誘電体膜の材料が半導体レーザバーのエピタキシャル成長面側に回り込むことで形成された回り込み誘電体膜の少なくとも一部を保護膜と共に簡単かつ確実に除去することができる。 According to the method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, after forming a dielectric film on the light emitting end face of the semiconductor laser bar, the protective film is removed so that the material of the dielectric film is on the epitaxial growth surface side of the semiconductor laser bar. At least a part of the wraparound dielectric film formed by wrapping around can be easily and reliably removed together with the protective film.
また、上記保護膜は、光出射端面に誘電体膜を残した状態で除去することが可能であるから、保護膜を除去しても、光出射端面に誘電体膜を残すことができる。 Further, since the protective film can be removed with the dielectric film remaining on the light emitting end face, the dielectric film can be left on the light emitting end face even if the protective film is removed.
また、上記回り込み誘電体膜の少なくとも一部を保護膜と共に除去することによって、電極上の回り込み誘電体膜が減少するから、電極のはんだ濡れ性を向上させることができる。 Further, by removing at least a part of the wraparound dielectric film together with the protective film, the wraparound dielectric film on the electrode is reduced, so that the solder wettability of the electrode can be improved.
したがって、上記保護膜を除去した半導体レーザバーの分割により、ダイボンドでのはんだ濡れ性悪化を防止できる半導体レーザ素子を作製することができる。 Therefore, by dividing the semiconductor laser bar from which the protective film has been removed, a semiconductor laser element capable of preventing deterioration of solder wettability by die bonding can be manufactured.
また、上記電極上において熱伝導率の悪い誘電体膜が減少するから、電極の熱放散効果を高めることができる。 Further, since the dielectric film having poor thermal conductivity is reduced on the electrode, the heat dissipation effect of the electrode can be enhanced.
したがって、上記保護膜を除去した半導体レーザバーの分割により、放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を防ぐことができる半導体レーザ素子を作製することができる。 Therefore, by dividing the semiconductor laser bar from which the protective film is removed, it is possible to manufacture a semiconductor laser element that can prevent deterioration in characteristics and deterioration in reliability due to deterioration in heat dissipation.
また、上記半導体レーザ素子に関して放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を防ぐことができるので、半導体レーザ素子の製造の歩留りを向上させることができる。 In addition, since deterioration of characteristics and reliability associated with deterioration of heat dissipation can be prevented with respect to the semiconductor laser element, the manufacturing yield of the semiconductor laser element can be improved.
また、上記保護膜を除去しても、光出射端面に誘電体膜を残すことができるから、その誘電体膜の除去を防止するための除去防止膜で上記誘電体膜を被覆しなくてもよく、製造工程を簡略化することができる。 Further, even if the protective film is removed, the dielectric film can be left on the light emitting end face. Therefore, it is not necessary to cover the dielectric film with a removal preventing film for preventing the removal of the dielectric film. Well, the manufacturing process can be simplified.
また、上記保護膜を除去することによって、半導体レーザバーのエピタキシャル成長面側の付着異物、汚れ、傷を保護膜と共に除去することができる。 Further, by removing the protective film, it is possible to remove adhering foreign matter, dirt and scratches on the epitaxial growth surface side of the semiconductor laser bar together with the protective film.
したがって、上記保護膜が除去された半導体レーザバーの分割により、付着異物、汚れ、傷による特性悪化や信頼性悪化を防ぐことができる半導体レーザ素子を作製することができる。 Therefore, by dividing the semiconductor laser bar from which the protective film has been removed, it is possible to manufacture a semiconductor laser element that can prevent deterioration in characteristics and reliability due to attached foreign matter, dirt, and scratches.
以下、実施形態により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments.
(第1実施形態)
図1A〜図1Kに、本発明の第1実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図を示す。
(First embodiment)
1A to 1K are process diagrams of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.
上記半導体レーザ素子の製造方法では、まず、図1Aに示すように、レーザ・ストライプ構造が形成されて活性層を含む半導体層群3(厚さ数μm程度、最上層がp型コンタクト層)をn型半導体基板1上にエピタキシャル成長させる。これにより、上記n型半導体基板1と半導体層群3とからなる半導体レーザウエハW1が得られる。なお、上記半導体層群3は、複数の半導体層のみ含むものであってもよいし、複数の半導体層と絶縁層とを含むものであってもよし、複数の半導体層と絶縁層と金属層とを含むものであってもよい。すなわち、上記半導体層群と3は少なくとも半導体層を含んでいるものである。
In the semiconductor laser device manufacturing method, first, as shown in FIG. 1A, a semiconductor layer group 3 (thickness of about several μm, the uppermost layer is a p-type contact layer) having a laser stripe structure and including an active layer is formed. Epitaxial growth is performed on the n-
上記レーザ・ストライプ構造は、上記活性層のn型半導体基板1側の表面に平行、かつ、レーザ・ストライプ方向(レーザ共振器長方向)に垂直な方向(図1A中の左右方向)の横モードを制御し、レーザ発振領域を形成する。
The laser stripe structure is a transverse mode in a direction (horizontal direction in FIG. 1A) parallel to the surface of the active layer on the n-
次に、図1Bに示すように、上記n型半導体基板1は通常300〜800μmの厚さがあるため、後工程のへき開法で半導体レーザウエハW1を分割できるように、n型半導体基板1をラッピング(研磨)やエッチングして、半導体レーザウエハW1の厚さを約100μm程度とする。
Next, as shown in FIG. 1B, since the n-
次に、上記半導体レーザウエハW1の半導体層群3側の表面にp側電極5を形成する一方、半導体レーザウエハW1のn型半導体基板1側の表面にn側電極4を形成する。なお、上記半導体レーザウエハW1の半導体層群3側の表面がエピタキシャル成長面の一例である。
Next, the p-
上記n側電極4,p側電極5のそれぞれにおいては、半導体レーザウエハW1側とは反対側の表面が、酸化に強く、放熱性の高いAu層で形成されている。
In each of the n-
次に、図1Cに示すように、上記p側電極5に関して半導体レーザウエハW1側とは反対側の表面に、スパッタ装置により、Tiからなる膜厚50nmのTi保護膜51を成膜する。
Next, as shown in FIG. 1C, a 50 nm thick Ti
次に、図1Dに示すように、上記n側電極4に関して半導体レーザウエハW1側とは反対側の表面に、レーザチップ分割位置を示す電極パターンを形成した後、レーザ・ストライプ方向に垂直な一方向に沿って、半導体レーザウエハW1をへき開法で周期的に切断し、この切断面であるへき開面を光出射端面61とする半導体レーザバー7を複数作製する。上記へき開での周期の長さは半導体レーザ素子の共振器長となる。
Next, as shown in FIG. 1D, an electrode pattern indicating a laser chip division position is formed on the surface opposite to the semiconductor laser wafer W1 side with respect to the n-
次に、図1Eに示すように、上記複数の半導体レーザバー7を電極面が重なるように積み重ねて成膜用ホルダ301で保持する。
Next, as shown in FIG. 1E, the plurality of
次に、図1Fに示すように、上記複数の半導体レーザバー7を保持した成膜用ホルダ301を真空蒸着装置のチャンバー302内のホルダ固定器303に固定する。このとき、上記成膜用ホルダ301は、複数の半導体レーザバー7の一方の光出射端面61が蒸着源304に向くようにホルダ固定器303に固定される。なお、図1Fにおいて、305は膜厚計であり、306はダクトである。
Next, as shown in FIG. 1F, the
次に、上記蒸着源304を加熱して蒸発させることにより、複数の半導体レーザバー7の一方の光出射端面61に、Al2O3からなるAl2O3誘電体膜71(図1H参照)を成膜する。
Then, by evaporation by heating the
次に、上記ホルダ固定器303を180度回転させて、複数の半導体レーザバー7の他方の光出射端面61を蒸着源304に向けた後、蒸着源304を加熱して蒸発させることにより、複数の半導体レーザバー207の他方の光出射端面61に、Al2O3からなるAl2O3誘電体膜71(図1H参照)を成膜する。
Next, the
上記半導体レーザバー7の一方の光出射端面61に形成したAl2O3誘電体膜71と、半導体レーザバー7の他方の光出射端面61に形成したAl2O3誘電体膜71とのどちらも、Al2O3光学的膜厚がλ/2となっている。なお、上記λはレーザ発振波長である。
Both of the Al 2 O 3 dielectric film 71 formed on one light emitting end face 61 of the
上記Al2O3誘電体膜71の成膜を終えた半導体レーザバー7は、成膜用ホルダ301の使用により、半導体レーザバー7の電極面上へのAl2O3回り込みは低減されている。
In the
しかしながら、上記半導体レーザバー7間に隙間があった場合には、図1G〜図1Iに示すように、半導体レーザバー7の電極面上へのAl2O3が回り込み、回り込みAl2O3誘電体膜81が発生している。
However, when there is a gap between the
本第1実施形態では、半導体レーザバー7間に隙間があって、半導体レーザバー7に回り込みAl2O3誘電体膜81が発生したものとして説明を続ける。
In the first embodiment, the description will be continued assuming that there is a gap between the
次に、上記半導体レーザバー7の光出射端面61に成膜したAl2O3誘電体膜71を除去することなく、p側電極5上のTi保護膜51をエッチング除去する。
Next, the Ti
上記Al2O3誘電体膜71は、フッ酸系エッチャントでエッチングされるAl2O3からなるので、Ti保護膜51のエッチング除去にはフッ酸系エッチャント以外のエッチャントを使用する。
Since the Al 2 O 3 dielectric film 71 is made of Al 2 O 3 etched with a hydrofluoric acid-based etchant, an etchant other than the hydrofluoric acid-based etchant is used for removing the Ti
具体的には、硫酸と水を混合した硫酸系エッチャントを50℃以下の液温にして、この液温50℃以下の硫酸系エッチャントを用いてエッチングを行うと、光出射端面61に成膜したAl2O3誘電体膜71を除去することなく、Ti保護膜51のエッチング除去を行える。
Specifically, when a sulfuric acid-based etchant in which sulfuric acid and water are mixed is brought to a liquid temperature of 50 ° C. or lower and etching is performed using the sulfuric acid-based etchant having a liquid temperature of 50 ° C. or lower, a film is formed on the light emitting
これにより、上記Ti保護膜51上に成膜した回り込みAl2O3誘電体膜81をTi保護膜51と共にエッチング除去できるので、p側電極5上に回り込み成膜が無い半導体レーザバー8を得ることができる。
Thereby, the wraparound Al 2 O 3 dielectric film 81 formed on the Ti
また、上記硫酸系エッチャントを用いたエッチングにより、半導体レーザバー7の取り扱い時に半導体レーザバー7のp側電極5側に付着した異物や汚れも除去することができる。
Etching using the sulfuric acid-based etchant can also remove foreign matters and dirt attached to the p-
このように、上記Ti保護膜51と共に回り込みAl2O3誘電体膜81を除去すると、図1Jに示すように、p側電極5に関して半導体レーザウエハW1側とは反対側の表面(以下、「p側電極面」と言う。)の全部が露出する。
When the wraparound Al 2 O 3 dielectric film 81 is removed together with the Ti
次に、上記半導体レーザバー8にレーザ・ストライプ方向と平行なけがき線を形成した後、半導体レーザバー8を上記けがき線に沿って分割することによって、図1Kで示すように、複数の半導体レーザチップ9を形成する。
Next, a marking line parallel to the laser stripe direction is formed on the
上記半導体レーザチップ9は、図示しないヒートシンクにダイボンドされた後、そのヒートシンクをパーケージ本体に固定する。そして、上記半導体レーザチップ9とパッケージ本体とをワイヤーで接続する。これにより、上記半導体レーザチップ9、ヒートシンク、パーケージ及びワイヤを備える半導体レーザ装置が完成する。
After the
上記ヒートシンクのダイボンド面に半導体レーザチップ9をダイボンドする時、半導体レーザチップ9のダイボンド面であるp側電極面上の回り込みAl2O3誘電体膜81は除去されていることから、はんだ濡れ性が良く、熱放散効果が高い半導体レーザチップ9を作製することができる。
When the
また、上記半導体レーザチップ9のダイボンド面であるp側電極面上の回り込みAl2O3誘電体膜81は除去されるので、半導体レーザチップ9の放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を無くすことができ、半導体レーザチップ9の製造の歩留りを向上させることができる。
Further, since the wraparound Al 2 O 3 dielectric film 81 on the p-side electrode surface which is the die bond surface of the
上記第1実施形態では、半導体レーザバー7の光出射端面61にAl2O3膜を成膜していたが、半導体レーザバー7の光出射端面61に例えばSiO2膜、SiNx膜またはTiO2膜等を成膜してもよい。
In the first embodiment, the Al 2 O 3 film is formed on the light emitting end face 61 of the
上記半導体レーザバー7の光出射端面61にSiO2膜、SiNx膜またはTiO2膜を成膜する場合、これらの膜の全てがAl2O3膜と同様にフッ酸系エッチャントでエッチングされてしまうので、それらの膜の成膜後においては、半導体レーザバー7のエピタキシャル成長面側の電極上の保護膜はフッ酸系エッチャント以外のエッチャントでエッチングする。
When a SiO 2 film, a SiN x film, or a TiO 2 film is formed on the light emitting end face 61 of the
具体的には、硫酸と水を混合した硫酸系エッチャントを50℃以下の液温にして、半導体レーザバー7をエッチングすることにより、光出射端面61に成膜したSiO2膜またはSiNx膜またはTiO2膜を除去することなく、TiからなるTi保護膜51をエッチング除去できる。
Specifically, a sulfuric acid-based etchant in which sulfuric acid and water are mixed is brought to a liquid temperature of 50 ° C. or lower, and the
これにより、上記Ti保護膜51上に成膜したSiO2膜またはSiNx膜またはTiO2膜がTi保護膜51と共に除去されるから、p側電極面上にSiO2膜、SiNx膜およびTiO2膜が無い半導体レーザバーを形成することができる。
Thereby, the SiO 2 film, the SiN x film or the TiO 2 film formed on the Ti
上記第1実施形態では、p側電極5上に、TiからなるTi保護膜51を形成していたが、p側電極5上に、MoからなるMo保護膜を形成してもよい。
In the first embodiment, the Ti
上記MoからなるMo保護膜は、アンモニア水と過酸化水素水と水とを混合したエッチャントでエッチング除去することができる。 The Mo protective film made of Mo can be removed by etching with an etchant in which ammonia water, hydrogen peroxide water, and water are mixed.
上記第1実施形態では、複数の半導体レーザバー7が互いにぶつからないように、複数の半導体レーザバー7を治具に取り付けた状態で、TiからなるTi保護膜51のエッチング除去を行ってもよい。この治具を用いることにより、複数の半導体レーザバー7が互いにぶつかることによる破損を防ぐことができ、半導体レーザチップ9の歩留りをさらに向上させることができる。
In the first embodiment, the Ti
また、上記第1実施形態では、粘着シートに半導体レーザバー7のn側電極4を貼り付け、Ti保護膜51を上向きにした半導体レーザバー7にエッチングを行って、Ti保護膜51を除去してもよい。ただし、上記粘着シートはエッチャントへの耐薬品性が必要である。
In the first embodiment, the n-
上記第1実施形態では、TiからなるTi保護膜51を除去した後に、チップ分割を行っていたが、チップ分割後に、TiからなるTi保護膜51を除去してもよい。
In the first embodiment, the chip division is performed after removing the Ti
上記チップ分割後にTi保護膜51を除去する場合、複数の半導体レーザチップ9を作製した後、例えば、粘着シートに半導体レーザチップ9のn側電極4を貼り付け、Ti保護膜51を上向きにした半導体レーザチップ9にエッチングを行って、Ti保護膜51を除去する。これにより、上記半導体レーザチップ9にチップ分割時に付着した異物及び汚れを除去することができる。
In the case where the Ti
上記第1実施形態と、後述する第2〜第6実施形態とでは、半導体レーザチップの前側の光出射端面に成膜する誘電膜も、半導体レーザチップの後側の光出射端面に成膜する誘電膜も、Al2O3の単層膜としているが、半導体レーザチップの前側の光出射端面に、反射率が5%程度の低反射コーティングを施し、かつ、半導体レーザチップの後側の光出射端面に、多層膜成膜による反射率は95%程度の高反射コーティングを施す非対称コートを行う場合や、半導体レーザチップの前側の光出射端面と、半導体レーザチップの後側の光出射端面との両方に、多層膜成膜コートを施す場合でも、半導体レーザチップの前側の光出射端面と、半導体レーザチップの後側の光出射端面とに成膜する膜の最上層が誘電体膜の場合には、上記第1実施形態と同様の効果を得ることは可能である。 In the first embodiment and the second to sixth embodiments to be described later, the dielectric film formed on the light emitting end face on the front side of the semiconductor laser chip is also formed on the light emitting end face on the rear side of the semiconductor laser chip. The dielectric film is also a single layer film of Al 2 O 3 , but the light emitting end face on the front side of the semiconductor laser chip is provided with a low reflection coating with a reflectivity of about 5%, and the light on the back side of the semiconductor laser chip When an asymmetric coating is applied on the emission end face by applying a highly reflective coating having a reflectivity of about 95% due to the multilayer film formation, a light emission end face on the front side of the semiconductor laser chip, and a light emission end face on the rear side of the semiconductor laser chip Even when a multilayer coating film is applied to both, the top layer of the film formed on the light emitting end surface on the front side of the semiconductor laser chip and the light emitting end surface on the rear side of the semiconductor laser chip is a dielectric film. In the first It is possible to obtain the same effect as Embodiment.
(第2実施形態)
図2A〜図2Cに、本発明の第2実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図を示す。また、図2A〜図2Cにおいて、図1A〜図1Kで示した第1実施形態と同一構成部は、図1A〜図1Kにおける構成部と同一参照番号を付して説明を省略するか、または、簡単に説明する。また、本第2実施形態は、最初の工程から、半導体レーザウエハW1にp側電極5,n側電極4を形成する工程まで、上記第1実施形態と同じであるので、以下では、最初の工程から、半導体レーザウエハW1にp側電極5,n側電極4を形成する工程までの説明は省略する。
(Second Embodiment)
2A to 2C are process diagrams of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 2A to 2C, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1A to 1K are denoted by the same reference numerals as those of the components in FIGS. 1A to 1K, and description thereof is omitted. A brief explanation. Since the second embodiment is the same as the first embodiment from the first step to the step of forming the p-
本第2実施形態では、上記半導体レーザウエハW1にp側電極5,n側電極4を形成した後、図2Aに示すように、p側電極5上に、MgCl2からなる厚さ50nmのMgCl2保護膜52を成膜する。
In the second exemplary embodiment, after forming the p-
上記MgCl2保護膜52は、半導体レーザウエハW1のp側電極面に電子ビーム蒸着機によって成膜する。
The MgCl 2
次に、上記第1実施形態と同一の光出射端面形成工程及び誘電体膜成膜工程を行う。つまり、上記半導体レーザウエハW1を分割して、図2Bに示すような半導体レーザバー17を複数形成した後、各半導体レーザバー17の両光出射端面61に、Al2O3からなるAl2O3誘電体膜71を成膜する。
Next, the same light emitting end face forming step and dielectric film forming step as those in the first embodiment are performed. That is, the semiconductor laser wafer W1 is divided, after forming a plurality of
次に、上記半導体レーザバー17を水洗する。そうすると、MgCl2膜は水溶性であるから、MgCl2保護膜52が水洗除去される。このとき、上記MgCl2保護膜52は水洗除去されても、光出射端面61に形成したAl2O3膜は水洗除去されない。また、上記MgCl2保護膜52が水洗除去されることにより、MgCl2保護膜52上に回り込み成膜した回り込みAl2O3誘電体膜81がMgCl2保護膜52と共に除去される。
Next, the
すなわち、上記半導体レーザバー17を水洗することによって、光出射端面61に形成されたAl2O3誘電体膜71を除去することなく、MgCl2保護膜52と、この上に形成された回り込みAl2O3誘電体膜81とを水洗除去できる。
That is, by washing the
これにより、図2Cに示すように、p側電極面の全部が露出し、p側電極5上にAl2O3膜の回り込み成膜が無い半導体レーザバー8を形成することができる。
As a result, as shown in FIG. 2C, the
また、上記MgCl2保護膜52を水洗除去することによって、半導体レーザバー17の取り扱い時に半導体レーザバー17のp側電極5側に付着した異物や汚れも除去することができる。
Further, by removing the MgCl 2
このように、本第2実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の効果が得られ、はんだ濡れ性が良く、熱放散効果が高い半導体レーザチップを作製することができる。 As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and a semiconductor laser chip having good solder wettability and a high heat dissipation effect can be manufactured.
また、上記半導体レーザチップのダイボンド面(p側電極5に関して半導体レーザウエハW1側とは反対側の表面、つまり、p側電極面)上の回り込みAl2O3誘電体膜81は除去されるので、半導体レーザチップの放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を無くすことができ、半導体レーザチップの製造の歩留りを向上させることができる。
Further, since the wraparound Al 2 O 3 dielectric film 81 on the die bond surface of the semiconductor laser chip (the surface opposite to the semiconductor laser wafer W1 side with respect to the p-
上記第2実施形態では、半導体レーザウエハW1のp側電極5上に、MgCl2からなるMgCl2保護膜52を成膜していたが、半導体レーザウエハW1のp側電極5上に例えばKCl膜やNaCl膜等を成膜してもよい。
In the second embodiment, on the p-
上記KCl膜やNaCl膜は、電子ビーム蒸着によって成膜することができると共に、水洗で除去することができる。 The KCl film and the NaCl film can be formed by electron beam evaporation and can be removed by washing with water.
したがって、上記MgCl2保護膜52の代わりにKCl膜やNaCl膜を成膜しても、MgCl2保護膜52を形成する場合と同様の効果が得ることができる。
Accordingly, even by forming a KCl film or NaCl film in place of the MgCl 2
また、上記MgCl2保護膜52の代わりに、部分エステル化したPVA(ポリビニルアルコール)からなるポリビニルアルコール保護膜を半導体レーザウエハW1のp側電極5上に形成してもよい。
Further, instead of the MgCl 2
上記ポリビニルアルコール保護膜は、部分エステル化したPVAを半導体レーザウエハW1のp側電極5に厚さ0.2μm塗布することにより成膜することができる。
The polyvinyl alcohol protective film can be formed by applying partially esterified PVA to the p-
上記ポリビニルアルコール保護膜は、水洗で除去できるので、MgCl2保護膜52を形成する場合と同様の効果が得ることができる。
Since the polyvinyl alcohol protective film can be removed by washing with water, the same effect as that when the MgCl 2
(第3実施形態)
図3A〜図3Cに、本発明の第3実施形態による半導体レーザ素子の製造方法の工程図を示す。また、図3A〜図3Cにおいて、図1A〜図1Kで示した第1実施形態と同一構成部は、図1A〜図1Kにおける構成部と同一参照番号を付して説明を省略するか、または、簡単に説明する。また、本第3実施形態は、最初の工程から、半導体レーザウエハW1にp側電極5,n側電極4を形成する工程まで、上記第1実施形態と同じであるので、以下では、最初の工程から、半導体レーザウエハW1にp側電極5,n側電極4を形成する工程までの説明は省略する。
(Third embodiment)
3A to 3C are process diagrams of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention. 3A to 3C, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1A to 1K are denoted by the same reference numerals as those of the components in FIGS. 1A to 1K, and description thereof is omitted. A brief explanation. Since the third embodiment is the same as the first embodiment from the first step to the step of forming the p-
本第3実施形態では、半導体レーザウエハW1にp側電極5,n側電極4を形成した後、図3Aに示すように、フッ素系樹脂サイトップ(旭硝子(株))からなる厚さ0.1μmのサイトップ保護膜53でp側電極5をコーティングして、110℃にて焼成する。
In the third embodiment, after the p-
次に、上記第1実施形態と同一の光出射端面形成工程及び誘電体膜成膜工程を行う。つまり、上記半導体レーザウエハW1を分割して、図3Bに示すような半導体レーザバー27を複数形成した後、各半導体レーザバー27の両光出射端面61に、Al2O3からなるAl2O3誘電体膜71を成膜する。
Next, the same light emitting end face forming step and dielectric film forming step as those in the first embodiment are performed. That is, the semiconductor laser wafer W1 is divided, after forming a plurality of
次に、上記半導体レーザバー27をパーフルオロ溶媒で洗浄する。そうすると、フッ素系樹脂サイトップはパーフルオロ溶媒に溶解するので、フッ素系樹脂サイトップからなるサイトップ保護膜53がパーフルオロ溶媒で除去される。このとき、上記サイトップ保護膜53はパーフルオロ溶媒で除去されても、光出射端面61に形成されたAl2O3誘電体膜71はパーフルオロ溶媒で除去されない。また、上記サイトップ保護膜53がパーフルオロ溶媒で除去されることにより、サイトップ保護膜53上に回り込み成膜した回り込みAl2O3誘電体膜81がサイトップ保護膜53と共に除去される。
Next, the
すなわち、上記半導体レーザバー27をパーフルオロ溶媒で洗浄することによって、出射端面61に形成されたAl2O3誘電体膜71を除去することなく、サイトップ保護膜53と、この上に形成された回り込みAl2O3誘電体膜81とを除去できる。
That is, by cleaning the
これにより、図3Cに示すように、p側電極面の全てが露出し、p側電極5上にAl2O3膜の回り込み成膜が無い半導体レーザバー8を形成することができる。
As a result, as shown in FIG. 3C, the
また、上記サイトップ保護膜53をパーフルオロ溶媒で除去することによって、半導体レーザバー27の取り扱い時に半導体レーザバー27のp側電極5側に付着した異物や汚れも除去することができる。
Further, by removing the Cytop
このように、本第3実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の効果が得られ、はんだ濡れ性が良く、熱放散効果が高い半導体レーザ素子を作製することができる。 Thus, according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and a semiconductor laser device with good solder wettability and high heat dissipation effect can be produced.
また、上記半導体レーザチップのダイボンド面(p側電極5に関して半導体レーザウエハW1側とは反対側の表面、つまり、p側電極面)上の回り込みAl2O3誘電体膜81は除去されるので、半導体レーザ素子の放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を無くすことができ、半導体レーザ素子の製造の歩留りを向上させることができる。
Further, since the wraparound Al 2 O 3 dielectric film 81 on the die bond surface of the semiconductor laser chip (the surface opposite to the semiconductor laser wafer W1 side with respect to the p-
(第4実施形態)
図4A〜図4Gに、本発明の第4実施形態による半導体レーザ素子の製造方法の工程図を示す。また、図4A〜図4Gにおいて、図1A〜図1Kで示した第1実施形態と同一構成部は、図1A〜図1Kにおける構成部と同一参照番号を付して説明を省略するか、または、簡単に説明する。また、本第4実施形態は、最初の工程から、半導体レーザウエハW1にp側電極5,n側電極4を形成する工程まで、上記第1実施形態と同じであるので、以下では、最初の工程から、半導体レーザウエハW1にp側電極5,n側電極4を形成する工程までの説明は省略する。
(Fourth embodiment)
4A to 4G show process diagrams of a method of manufacturing a semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention. 4A to 4G, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1A to 1K are denoted by the same reference numerals as those of the components in FIGS. 1A to 1K, and description thereof is omitted. A brief explanation. Since the fourth embodiment is the same as the first embodiment from the first step to the step of forming the p-
本第4実施形態では、半導体レーザウエハW1にp側電極5,n側電極4を形成した後、図4Aに示すように、p側電極5上に、Moからなる厚さ50nmのMo保護膜54をスパッタ装置により成膜する。
In the fourth embodiment, after forming the p-
次に、上記Mo保護膜54上にレジストを塗布した後、公知のフォトリソ工程により、半導体レーザバー37(図4C参照)を作製するための分割線に合わせ、上記レジストに10μm幅の開口部を形成して、アンモニア水と過酸化水素水と水とを混合したアンモニア系エッチャントで、その開口部から露出したMo保護膜54をエッチング除去する。これにより、図4Bに示すように、上記分割線上に10μm幅のストライプ形状のMo保護膜除去領域5Aが形成され、このMo保護膜除去領域5Aからp側電極5の一部が露出する。
Next, after applying a resist on the Mo
次に、図4Cに示すように、上記半導体レーザウエハW1をへき開法により周期的に切断し、この切断面であるへき開面を光出射端面61とする半導体レーザバー37を複数作製する。
Next, as shown in FIG. 4C, the semiconductor laser wafer W <b> 1 is periodically cut by a cleavage method, and a plurality of semiconductor laser bars 37 having the cleavage plane, which is the cut surface, as the light emitting
上記半導体レーザバー37では、Mo保護膜除去領域5Aが形成されていることにより、図4Dに示すように、半導体レーザバー37の光出射端面61近傍にある約5μm幅の領域はMo保護膜54が無くp側電極5の一部が露出している。このとき、上記p側電極5上においては、上記領域以外の領域にMo保護膜54が形成されている。
In the
次に、上記各半導体レーザバー37の両光出射端面61に、Al2O3からなるAl2O3誘電体膜71を成膜する。この際、上記第1実施形態と同様に、成膜用ホルダ301の使用時に、半導体レーザバー37間に隙間があった場合には、半導体レーザバー37の電極面上へのAl2O3が回り込み、図4Eに示すように、回り込みAl2O3誘電体膜81が発生する。
Next, both the light emitting end face 61 of each of the
上記p側電極5上の回り込みAl2O3誘電体膜81は、図4Fに示すように、光出射端面61近傍に形成された光出射端面近傍部81Aと、Mo保護膜54の光出射端面61側の端近傍91に形成されたMo保護膜端近傍部81Bとからなっている。このMo保護膜端近傍部81Bの厚さは、光出射端面近傍部81Aの厚さよりも薄くなっている。
As shown in FIG. 4F, the wraparound Al 2 O 3 dielectric film 81 on the p-
次に、アンモニア系エッチャントにより、Mo保護膜54のエッチングを行う。これにより、上記Mo保護膜54と共にMo保護膜端近傍部81Bが除去される。
Next, the Mo
上記Mo保護膜端近傍部81Bの厚さが薄いこと、及び、Al2O3誘電体膜71が厚く成膜される光出射端面61に対してMo保護膜54は分離されていることから、Mo保護膜端近傍部81Bの除去を容易に行うことができる。
Since the Mo protective film
このように、上記Mo保護膜端近傍部81Bを除去することにより、図4Gに示すように、Mo保護膜54及びMo保護膜端近傍部81Bが無い半導体レーザバー38が得られる。
In this way, by removing the Mo protective film
一方、上記Mo保護膜54を除去した後に、光出射端面近傍部81Aが残る領域は、幅10μmのMo保護膜除去領域5Aに限定されるため、半導体レーザチップのダイボンド面(p側電極5に関してn型半導体基板1側とは反対側の表面、つまり、p側電極面)の大半において、回り込みAl2O3誘電体膜81は除去されていることから、はんだ濡れ性が良く、熱放散効果が高い半導体レーザチップを作製することができる。
On the other hand, since the region where the light emitting end
また、上記半導体レーザチップのダイボンド面となるp側電極面にAl2O3膜が回り込み成膜されることで生じていた、半導体レーザチップの放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を無くすことができ、半導体レーザチップの製造の歩留りを向上させることがでる。 Further, the deterioration of the characteristics and the reliability due to the deterioration of the heat radiation property of the semiconductor laser chip, which is caused by the formation of the Al 2 O 3 film around the p-side electrode surface which becomes the die bond surface of the semiconductor laser chip, is eliminated. Therefore, it is possible to improve the manufacturing yield of the semiconductor laser chip.
上記第4実施形態では、Mo保護膜除去領域5Aの幅を10μmとしているが、一般的なフォトリソ工程におけるMo保護膜除去領域5Aの形成に関するアライメント精度や、半導体レーザバー38の分割に関するアライメント精度により、上記Mo保護膜除去領域幅を10μm未満にすると、Mo保護膜除去領域5A内に半導体レーザバー38の分割線を一致させるのは難しくなり、上記分割線がMo保護膜除去領域5Aから外れる場合が生じる。このことから、上記Mo保護膜除去領域5Aの幅は10μm以上であることが望ましい。
In the fourth embodiment, the width of the Mo protective
また、上記Mo保護膜除去領域5Aの幅は、半導体レーザバー37のレーザ共振器長方向の長さよりも短くし、例えば100μm以下、より好ましくは50μm以下にする。
The width of the Mo protective
上記第4実施形態では、図4Bに示すように、半導体レーザバー38の分割線に合わせて幅10μmのストライプ形状のMo保護膜除去領域5Aを形成したが、Mo保護膜除去領域5Aに加えて、半導体レーザチップの分割線に合わせてストライプ形状のMo保護膜除去領域を形成してもよい。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 4B, the stripe-shaped Mo protective
上記半導体レーザチップの分割線に合わせてストライプ形状のMo保護膜除去領域を形成した場合、半導体レーザバーでのMo保護膜除去時に、回り込みAl2O3保護膜も1チップごとに分離されているため、さらに切断除去が容易となる。 When the stripe-shaped Mo protective film removal region is formed in accordance with the dividing line of the semiconductor laser chip, the wraparound Al 2 O 3 protective film is also separated for each chip when the Mo protective film is removed by the semiconductor laser bar. Furthermore, cutting and removal are facilitated.
(第5実施形態)
図5A〜図5Dに、本発明の第5実施形態による半導体レーザ素子の製造方法の工程図を示す。
(Fifth embodiment)
5A to 5D are process diagrams showing a method of manufacturing a semiconductor laser device according to the fifth embodiment of the present invention.
本第5実施形態では、ヒートシンクへのダイボンド時の熱放散性を高めるため、熱伝導のよいAuメッキ電極135(図5B参照)を設けたリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法について説明する。また、上記リッジ導波路型半導体レーザ素子のレーザ構造を形成する半導体層、レーザ・ストライプ構造はAlGaInP系の赤色半導体レーザ素子と同様であるが、本発明が赤色半導体レーザ素子の製造方法に特に限定されるものではない。 In the fifth embodiment, a method of manufacturing a ridge waveguide type semiconductor laser device provided with an Au-plated electrode 135 (see FIG. 5B) having good thermal conductivity in order to improve heat dissipation during die bonding to a heat sink will be described. The semiconductor layer forming the laser structure of the ridge waveguide type semiconductor laser element and the laser stripe structure are the same as those of the AlGaInP red semiconductor laser element, but the present invention is particularly limited to the method for manufacturing the red semiconductor laser element. Is not to be done.
本第5実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、まず、図5Aに示すように、レーザ・ストライプ構造が形成されて活性層を含む半導体層群114をn型GaAs基板101上に成長させた後、n型GaAs基板101をへき開法でウエハ分割できるように、n型GaAs基板101の下部(半導体層群114側の部分とは反対側の部分)をラッピング(研磨)やエッチングにより研磨し、n型GaAs基板101の厚さを約100μm程度にする。これにより、厚さ約100μm程度のn型GaAs基板101と半導体層群114とからなる半導体レーザウエハW2が得られる。
In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the fifth embodiment, first, as shown in FIG. 5A, a
次に、上記半導体レーザウエハW2の半導体層群114側の表面にp側電極131を形成する一方、半導体レーザウエハW2のn型GaAs基板101側の表面にn側電極134を形成する。
Next, the p-
次に、図5Bに示すように、上記p側電極131上に、Auから成る厚さ3.0μmのAuメッキ電極135を形成し、さらに、Auメッキ電極135上に、厚さ0.5μmのTiメッキ保護膜155を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, an Au plated
上記半導体レーザウエハW2には複数の半導体レーザ素子を含んでおり、この半導体レーザ素子の構造は、図5Bに示すように、n型GaAs基板101上に順次積層されたn型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第1クラッド層102、量子井戸活性層103、p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第2クラッド層104、p型In0.5Ga0.5Pエッチング停止層105を含んでいる。
The semiconductor laser wafer W2 includes a plurality of semiconductor laser elements. The structure of the semiconductor laser element is an n-type (Al 0.7 Ga) layered sequentially on an n-
上記量子井戸活性層103は、2層のIn0.5Ga0.5Pウエル層と、その2層の間に配置された1層の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pバリア層と、これらのウェル層及びバリア層を挟む2層の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pガイド層とで構成される。
The quantum well
上記リッジ部111は、p型In0.5Ga0.5Pエッチング停止層105上に形成されたリッジ部用p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第3クラッド層106A、リッジ部用p型In0.5Ga0.5P中間層107A及びリッジ部用p型GaAsコンタクト層108Aで構成されている。
The
上記リッジ部111の両側には、半導体レーザウエハW2の取り扱い時やレーザチップ実装時にリッジ部111が受ける機械的ダメージを軽減するためのストライプ状のテラス部12を形成している。このテラス部12は、リッジ部111と同様に、テラス部用p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第3クラッド層106B、テラス部用p型In0.5Ga0.5P中間層107B及びテラス部用p型GaAsコンタクト層108Bで形成される。このようなリッジ部111、テラス部112及び溝部113は図5Bの紙面に対して垂直方向に延びている。
Striped terrace portions 12 are formed on both sides of the
また、上記リッジ部111の側面と、p型In0.5Ga0.5Pエッチング停止層5の上面と、テラス部112の上面及び側面とは誘電体膜121で覆われている。この誘電体膜121及びリッジ部111上には、リッジ上電極としてのp側電極131が形成されている。このp側電極131は、誘電体膜121に対して密着性が高いTi膜と、Ti膜上に形成されたPt膜と、このPt膜上に形成されたAu膜とからなっている。また、上記p側電極131はテラス部112の上面及び側面も覆っている。なお、上記誘電体膜121とリッジ部111とがレーザ・ストライプ構造を形成している。
Further, the side surface of the
また、上記誘電体膜121がリッジ部111の上面の全部とリッジ部111の側面の上部とを覆っていない。このような状態で、リッジ部111及び誘電体膜121上にp側電極131が形成されることにより、p側電極131がリッジ部111の上面の全部とリッジ部111の側面の上部とに接触する。
Further, the
また、上記p側電極131の形成後には、p側電極131上に、フォトリソグラフィ技術によってレジストパターン(図示せず)を形成して、ウエハ端で露出するp側電極131に給電することによって、電解Auメッキ、Tiメッキを順次行い、Auメッキ電極135及びTiメッキ保護膜155を形成する。
Further, after the formation of the p-
より詳しくは、上記Auメッキ電極135及びTiメッキ保護膜155の形成は、半導体レーザバー47(図5C参照)を形成するための分割線上、及び、半導体レーザチップを形成するための分割線上に、レジストパターンを形成してから行われる。こうすると、後工程で行うバー分割やチップ分割を容易に行うことができる。なお、上記レジストパターンはTiメッキ保護膜155の形成後に除去する。
More specifically, the
上記レジストパターンの除去後は、図5Cに示すように、半導体レーザウエハW2をへき開法により分割して、複数の半導体レーザバー47を作製する。 After the resist pattern is removed, as shown in FIG. 5C, the semiconductor laser wafer W2 is divided by a cleavage method to produce a plurality of semiconductor laser bars 47.
次に、上記第1実施形態と同一の誘電体膜成膜工程を行う。つまり、上記半導体レーザバー47の両光出射端面62に、Al2O3からなる誘電体膜を成膜する。これにより、上記半導体レーザバー47のp側電極面側へのAl2O3が回り込み、回り込みAl2O3膜がTiメッキ保護膜155上に形成される。
Next, the same dielectric film forming step as that in the first embodiment is performed. That is, a dielectric film made of Al 2 O 3 is formed on both light emitting end faces 62 of the
次に、硫酸と水を混合した液温50℃以下の硫酸系エッチャントにより、半導体レーザバー47をエッチングする。そうすると、上記光出射端面62に成膜した誘電体膜を除去することなく、Tiメッキ保護膜155をエッチング除去でき、さらに、Tiメッキ保護膜155上の回り込みAl2O3膜も除去できる。
Next, the
これにより、上記Auメッキ電極135上にAl2O3膜の回り込み成膜が無い半導体レーザバーを形成することができる。
As a result, a semiconductor laser bar can be formed on the
また、上記Tiメッキ保護膜155をエッチング除去することによって、半導体レーザバー47の取り扱い時に半導体レーザバー47のAuメッキ電極135側に付着した異物や汚れも除去できる。
Further, by removing the Ti plating
上記Tiメッキ保護膜155の除去処理後は、レーザ・ストライプ方向と平行なけがき線を半導体レーザバーに形成して、半導体レーザバーを分割することにより、複数の半導体レーザチップを形成する。
After the removal treatment of the Ti plating
上記半導体レーザチップは、図示しないヒートシンクの一表面にダイボンドされた後、パッケージ実装される。つまり、上記半導体レーザチップは上記ヒートシンクを介して図示しないパッケージ本体に固定される。そして、上記半導体レーザチップとパッケージ本体とをワイヤーで接続する。 The semiconductor laser chip is packaged after being die-bonded to one surface of a heat sink (not shown). That is, the semiconductor laser chip is fixed to a package body (not shown) through the heat sink. Then, the semiconductor laser chip and the package body are connected by a wire.
上記ヒートシンクのダイボンド面に半導体レーザチップをダイボンドする時、半導体レーザチップ9のダイボンド面であるp側電極面上の回り込みAl2O3誘電体膜81は除去されていることから、はんだ濡れ性が良く、熱放散効果が高い半導体レーザ素子を作製することができる。
When the semiconductor laser chip is die-bonded to the die bond surface of the heat sink, the wraparound Al 2 O 3 dielectric film 81 on the p-side electrode surface which is the die bond surface of the
また、上記半導体レーザチップのダイボンド面であるp側電極面上の回り込みAl2O3膜は除去されるので、半導体レーザ素子の放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を無くすことができ、半導体レーザ素子の製造の歩留りを向上させることができる。 Moreover, since the wraparound Al 2 O 3 film on the p-side electrode surface which is the die bond surface of the semiconductor laser chip is removed, it is possible to eliminate deterioration in characteristics and reliability due to deterioration in heat dissipation of the semiconductor laser element, The production yield of the semiconductor laser device can be improved.
また、上記Auメッキ電極135をメッキ法で形成した後、Tiメッキ保護膜155もメッキ法で形成しており、Auメッキ電極135の形成時に使用したレジストパターン及び給電部を、Tiメッキ保護膜155の形成時に使用しているので、工程の簡略化を図ることができる。
Further, after the
また、図5Dで示すように、Tiメッキ保護膜155の厚さd2は、リッジ部111により生じたAuメッキ電極133の段差d1よりも厚くすることが望ましい。
Further, as shown in FIG. 5D, it is desirable that the thickness d2 of the Ti plating
これは、上記Tiメッキ保護膜155の厚さd2がAuメッキ電極133の段差d1よりも薄いと、Tiメッキ保護膜155に関してリッジ部111により生じたリッジ上保護膜凸部93に傷や破損が生じやすくなってしまうからである。
This is because if the thickness d2 of the Ti plating
上記リッジ部111近傍の電極面に傷、破損が生じた場合、レーザチップ実装時、リッジ部111近傍の応力が不均一となり、特性,信頼性に悪影響を与える。
If the electrode surface in the vicinity of the
上記Auメッキ電極133の段差d1よりもTiメッキ保護膜155の厚さd2を厚くすることにより、リッジ部11上の凸部分は全てTiメッキ保護膜155で形成されることになり、半導体レーザウエハ取り扱い時のリッジ部上の凸部分の傷、破損はTiメッキ保護膜155で止まり、Tiメッキ保護膜155の除去時に、上記傷,破損を取り除くことができる。
By making the thickness d2 of the Ti plating
したがって、レーザチップ実装時のリッジ部近傍の応力不均一、及びそれによる特性悪化を防ぐことができる。 Therefore, it is possible to prevent uneven stress in the vicinity of the ridge when mounting the laser chip and deterioration of characteristics due to the stress.
(第6実施形態)
図6に、本発明の第6実施形態の半導体レーザ素子の製造方法で使用する半導体レーザウエハW2の概略構造図を示す。また、図6において、図5Bで示した第5実施形態と同一構成部は、図5Bにおける構成部と同一参照番号を付して説明を省略するか、または、簡単に説明する。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a schematic structural diagram of a semiconductor laser wafer W2 used in the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those of the fifth embodiment shown in FIG. 5B are denoted by the same reference numerals as those of the components in FIG. 5B, and description thereof will be omitted or simply described.
本第6実施形態では、半導体レーザウエハW2の半導体層群114上に、上記第5実施形態と同様に、p側電極131、Auメッキ電極135を順次形成した後、フッ素系樹脂サイトップ(旭硝子(株))からなる厚さ0.1μmのサイトップ保護膜156でAuメッキ電極135をコーティングして、110℃にて焼成する。
In the sixth embodiment, a p-
次に、上記サイトップ保護膜156上に埋め込み用CVD酸化膜を形成する。例えば、サイトップ保護膜156上に、SiO2からなる厚さ1.5μmのSiO2埋め込み膜157を形成する。
Next, a buried CVD oxide film is formed on the Cytop
上記SiO2埋め込み膜157の厚さd3は、リッジ部111により生じたAuメッキ電極段差d1よりも厚く設定されている。これは、上記第5実施形態と同様に、ウエハ取り扱い時の傷や汚れがリッジ部11上の凸部分に入った場合においても、その傷や汚れはSiO2埋め込み膜157で止まり、後工程でSiO2膜157を除去することで、取り除くことができる。
The thickness d3 of the SiO 2 buried
次に、上記n側電極134に、レーザチップ分割位置を示す電極パターンを公知のフォトリソ工程、エッチング工程により形成する。
Next, an electrode pattern indicating a laser chip division position is formed on the n-
次に、上記SiO2埋め込み膜157は例えばフッ酸によりエッチング除去を行う。このとき、上記サイトップ保護膜156は、フッ酸にエッチングされないため、SiO2埋め込み膜157のみがエッチング除去される。
Next, the SiO 2 buried
上記フッ酸を用いたエッチングの際、n側電極134がフッ酸でエッチングされる場合は、n側電極134に例えばレジスト塗布を行うことで、SiO2埋め込み膜157のあるp側電極面側のみフッ酸エッチングすることができる。
In the etching using hydrofluoric acid, when the n-
次に、上記第5実施形態と同様に、半導体レーザウエハW2をへき開法により分割して、複数の半導体レーザバーを作製する。 Next, as in the fifth embodiment, the semiconductor laser wafer W2 is divided by a cleavage method to produce a plurality of semiconductor laser bars.
次に、上記第1実施形態と同一の誘電体膜成膜工程を行う。つまり、上記半導体レーザバーの両光出射端面に、Al2O3からなる誘電体膜を成膜する。これにより、上記半導体レーザバーのp側電極面側へのAl2O3が回り込み、回り込みAl2O3膜がサイトップ保護膜156上に形成される。
Next, the same dielectric film forming step as that in the first embodiment is performed. That is, a dielectric film made of Al 2 O 3 is formed on both light emitting end faces of the semiconductor laser bar. As a result, Al 2 O 3 wraps around the p-side electrode surface of the semiconductor laser bar, and a wrap-around Al 2 O 3 film is formed on the Cytop
次に、上記半導体レーザバーをパーフルオロ溶媒で洗浄する。そうすると、フッ素系樹脂サイトップはパーフルオロ溶媒に溶解するので、フッ素系樹脂サイトップからなるサイトップ保護膜156がパーフルオロ溶媒で除去される。このとき、上記サイトップ保護膜156はパーフルオロ溶媒で除去されても、光出射端面上のAl2O3膜はパーフルオロ溶媒で除去されない。また、上記サイトップ保護膜156がパーフルオロ溶媒で除去されることにより、サイトップ保護膜156上に回り込み成膜したAl2O3膜がサイトップ保護膜156と共に除去される。
Next, the semiconductor laser bar is washed with a perfluoro solvent. Then, since the fluororesin CYTOP dissolves in the perfluoro solvent, the CYTOP
すなわち、上記半導体レーザバーをパーフルオロ溶媒で洗浄することによって、出射端面上の誘電体膜を除去することなく、サイトップ保護膜156と、この上に形成された回り込みAl2O3膜とを除去できる。
That is, by cleaning the semiconductor laser bar with a perfluoro solvent, the Cytop
これにより、エピタキシャル成長面側のp側電極131の表面が露出し、p側電極131上にAl2O3膜の回り込み成膜が無い半導体レーザバーを形成することができる。
As a result, the surface of the p-
また、上記サイトップ保護膜156をパーフルオロ溶媒で除去することによって、半導体レーザバーの取り扱い時に半導体レーザバーのp側電極131側に付着した異物や汚れも除去することができる。
Further, by removing the Cytop
このように、本第6実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の効果が得られ、はんだ濡れ性が良く、熱放散効果が高い半導体レーザ素子を作製することができる。 As described above, according to the sixth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and a semiconductor laser device having good solder wettability and high heat dissipation effect can be manufactured.
また、上記半導体レーザバーを分割して得る半導体レーザチップのダイボンド面(p側電極131に関してn型GaAs基板101側とは反対側の表面)上の回り込みAl2O3膜は除去されるので、半導体レーザ素子の放熱性悪化に伴う特性悪化や信頼性悪化を無くすことができ、半導体レーザ素子の製造の歩留りを向上させることができる。
Further, since the wraparound Al 2 O 3 film on the die bond surface (surface opposite to the n-
上記第1〜第6実施形態においては、誘電体膜は保護膜を除去する前と保護膜を除去した後とで全く同じ状態でなくてもよく、保護膜を除去した状態で、保護膜を除去する前の誘電体膜の少なくとも一部が光出射端面に残るようにしてもよい。 In the first to sixth embodiments, the dielectric film may not be in the same state before removing the protective film and after removing the protective film, and the protective film is removed with the protective film removed. At least a part of the dielectric film before removal may remain on the light emitting end face.
1 n型半導体基板
3 半導体層群
4 n側電極
5 p側電極
5A Mo保護膜除去領域
7,8,17,27,37,38,47 半導体レーザバー
9 半導体レーザチップ
61 光出射端面
51 Ti保護膜
52 MgCl2保護膜
53 サイトップ保護膜
54 Mo保護膜
71 Al2O3誘電体膜
81 回り込みAl2O3誘電体膜
81A 光出射端面近傍部
81B Mo保護膜端近傍部
93 リッジ上保護膜凸部
101 n型GaAs基板
102 n型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第1クラッド層
103 量子井戸活性層
104 p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第2クラッド層
105 p型In0.5Ga0.5Pエッチング停止層
106 p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第3クラッド層
107 p型In0.5Ga0.5P中間層
106A リッジ部用p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第3クラッド層
107A リッジ部用p型In0.5Ga0.5P中間層
108A リッジ部用p型GaAsコンタクト層
106B テラス部用p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P第3クラッド層
107B テラス部用p型In0.5Ga0.5P中間層
108B テラス部用p型GaAsコンタクト層
111 リッジ部
112 テラス部
113 溝部
121 リッジ部埋め込み誘電体膜
131 p側電極
134 n側電極
135 Auメッキ電極
155 Tiメッキ保護膜
156 サイトップ保護膜
157 SiO2埋め込み膜
201 半導体基板
203 半導体層群
204,205 電極
271 誘電体膜
275 ヒートシンク
276 はんだ
277 ワイヤー
281 回り込みAl2O3誘電体膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 n-type semiconductor substrate 3 Semiconductor layer group 4 N side electrode 5 P side electrode 5A Mo protective film removal area | region 7, 8, 17, 27, 37, 38, 47 Semiconductor laser bar 9 Semiconductor laser chip 61 Light emission end surface 51 Ti protective film 52 MgCl 2 Protective Film 53 Cytop Protective Film 54 Mo Protective Film 71 Al 2 O 3 Dielectric Film 81 Wrapping Al 2 O 3 Dielectric Film 81 A Light Emission End Face Near Part 81 B Mo Protective Film End Near Part 93 Ridge on ridge protective film 101 n-type GaAs substrate 102 n-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P first cladding layer 103 quantum well active layer 104 p-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0. 5 In 0.5 P second cladding layer 105 p-type In 0.5 Ga 0.5 P etching stop layer 106 p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P third cladding layer 107 p-type In 0.5 Ga 0.5 P intermediate layer 106A p-type for ridge portion (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P third cladding layer 107A p-type In 0.5 Ga 0 for ridge portion .5 P intermediate layer 108A ridge portion for p-type GaAs contact layer 106B terrace portion for p-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P third cladding layer 107B terrace portion for p-type In 0 .5 Ga 0.5 P intermediate layer 108B p-type GaAs contact layer for terrace portion 111 ridge portion 112 terrace portion 113 groove portion 121 ridge portion embedded dielectric film 131 p side electrode 134 n side electrode 135 Au plating electrode 155 Ti plating protective film 156 CYTOP protective film 157 SiO 2 burying layer 201 semiconductor substrate 203 a semiconductor layer group 204 electrode 271 dielectric film 275 heat sink 276 solder 277 Wa Ja 281 wraparound Al 2 O 3 dielectric film
Claims (8)
上記電極上に保護膜を形成する工程と、
上記電極及び上記保護膜が形成された上記半導体レーザウエハを一方向に沿って切断して、この切断による切断面を光出射端面とする半導体レーザバーを作製する工程と、
上記半導体レーザバーの上記光出射端面に誘電体膜を形成した後、上記保護膜を除去する工程と
を備え、
上記保護膜は、上記光出射端面に上記誘電体膜を残した状態で除去することが可能であることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 Forming an electrode on the epitaxial growth surface of the semiconductor laser wafer;
Forming a protective film on the electrode;
Cutting the semiconductor laser wafer on which the electrode and the protective film are formed along one direction, and manufacturing a semiconductor laser bar having a cut surface by the cutting as a light emitting end surface;
And a step of removing the protective film after forming a dielectric film on the light emitting end face of the semiconductor laser bar,
The method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the protective film can be removed with the dielectric film remaining on the light emitting end face.
上記保護膜は、上記光出射端面に上記誘電体膜を残した状態でエッチングで除去することが可能な金属膜であることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the protective film is a metal film that can be removed by etching while leaving the dielectric film on the light emitting end face.
上記保護膜が水溶性の膜であることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the protective film is a water-soluble film.
上記保護膜が有機溶剤に溶解する膜であることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the protective film is a film dissolved in an organic solvent.
上記保護膜は、上記切断面上に位置する幅10μm以上の領域を除いて形成されていることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the protective film is formed excluding a region having a width of 10 μm or more located on the cut surface.
上記保護膜は、メッキで形成された金属膜であり、
上記電極は、Auを含むAuメッキ膜であることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1,
The protective film is a metal film formed by plating,
The method for manufacturing a semiconductor laser device, wherein the electrode is an Au plating film containing Au.
上記半導体レーザバーが、リッジ部を有するリッジ導波路型半導体レーザ素子を含み、
上記リッジ部により上記電極に生じた凸部の高さよりも、上記保護膜の厚さが厚いことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1,
The semiconductor laser bar includes a ridge waveguide type semiconductor laser element having a ridge portion,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the protective film is thicker than a height of a convex portion formed on the electrode by the ridge portion.
上記保護膜上に、上記保護膜を残した状態で除去することが可能な埋め込み膜を形成する工程を備え、
上記半導体レーザバーが、リッジ部を有するリッジ導波路型半導体レーザ素子を含み、
上記リッジ部により上記電極に生じた凸部の高さよりも、上記埋め込み膜の厚さが厚いことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1,
Forming a buried film that can be removed on the protective film while leaving the protective film;
The semiconductor laser bar includes a ridge waveguide type semiconductor laser element having a ridge portion,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the buried film is thicker than a height of a convex portion generated in the electrode by the ridge portion.
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JP2016173463A (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | Nttエレクトロニクス株式会社 | Optical device and method for manufacturing optical device |
JP2022526423A (en) * | 2019-04-11 | 2022-05-24 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Electronic components and mounting methods for electronic components |
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2006
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