JP2013110267A - Semiconductor laser diode and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser diode and a manufacturing method of the same, which can inhibit crystal cracks in cleavage time.SOLUTION: A semiconductor laser diode of an embodiment comprises: a substrate 14; an active layer 26 formed above the substrate 14; a semiconductor layer 28 formed on the active layer 26; a front-end-face high-resistance part 28a formed by cutting a part of interstitial bond in the semiconductor layer 28 at a portion including a front end face 12a and having higher resistance than that of a portion where the interstitial bond is not cut; a rear-end-face high-resistance part 28b formed by cutting a part of interstitial bond in the semiconductor layer 28 at a portion including a rear end face 12b and having higher resistance than that of a portion where the interstitial bond is not cut; and an electrode 38 formed on the semiconductor layer 28 so as to have a portion that does not directly contact the front-end-face high-resistance part 28a in the front end surface 12a, and have a portion that does not directly contact the rear-end-face high-resistance part 28b in the rear end surface 12b.

Description

本発明は、例えば加工機器などに用いられる半導体レーザダイオードとその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser diode used for, for example, a processing apparatus and a manufacturing method thereof.

特許文献１には、半導体レーザダイオードの半導体層の一部に水素を添加し、電流狭窄構造を形成することが開示されている。これにより、水素を添加しなかった部分に電流を集中させる。   Patent Document 1 discloses that hydrogen is added to a part of a semiconductor layer of a semiconductor laser diode to form a current confinement structure. As a result, the current is concentrated on the portion where hydrogen is not added.

特開２００６−２６１４０７号公報JP 2006-261407 A

水素添加では半導体層の高抵抗化が不十分となることがある。その場合、水素添加された領域上に絶縁層を形成する。この絶縁層は電流ブロック層として機能する。   Hydrogen addition may result in insufficient resistance of the semiconductor layer. In that case, an insulating layer is formed over the hydrogenated region. This insulating layer functions as a current blocking layer.

ところで、半導体層にプロトンを注入すれば十分に高抵抗なプロトン注入領域を形成できる。この場合、絶縁層は不要であり、プロトン注入領域の上に電極が形成される。その後、劈開面にプロトン注入領域が表れるようにウエハを劈開する。プロトン注入領域の結晶はもろいので、劈開時にプロトン注入領域が電極に引っ張られて劈開面に結晶欠けが生じることがある。   By the way, if protons are injected into the semiconductor layer, a sufficiently high resistance proton injection region can be formed. In this case, an insulating layer is unnecessary, and an electrode is formed on the proton injection region. Thereafter, the wafer is cleaved so that the proton implantation region appears on the cleavage plane. Since the crystal in the proton injection region is fragile, the proton injection region may be pulled by the electrode during cleavage, resulting in crystal chipping on the cleavage plane.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、劈開面の結晶欠けを抑制できる半導体レーザダイオードとその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser diode capable of suppressing crystal chipping on the cleavage plane and a method for manufacturing the same.

本発明に係る半導体レーザダイオードは、レーザ光を出射する前端面と、該前端面と反対側の端面である後端面を有する半導体レーザダイオードであって、基板と、該基板の上方に形成された活性層と、該活性層の上に形成された半導体層と、該半導体層のうち該前端面を含む部分の格子間結合の一部を切断して形成された、格子間結合を切断しない部分よりも高抵抗となる前端面高抵抗部と、該半導体層のうち該後端面を含む部分の格子間結合の一部を切断して形成された、格子間結合を切断しない部分よりも高抵抗となる後端面高抵抗部と、該前端面において該前端面高抵抗部と直接接しない部分を有し、かつ該後端面において該後端面高抵抗部と直接接しない部分を有するように、該半導体層の上に形成された電極と、を備えたことを特徴とする。   A semiconductor laser diode according to the present invention is a semiconductor laser diode having a front end face that emits laser light and a rear end face that is an end face opposite to the front end face, and is formed on a substrate and above the substrate. An active layer, a semiconductor layer formed on the active layer, and a part of the semiconductor layer formed by cutting a part of the interstitial bond of the part including the front end face and not cutting the interstitial bond Higher resistance than the portion that does not cut the interstitial bond formed by cutting a part of the interstitial bond of the part including the rear end face of the semiconductor layer The rear end surface high resistance portion, and the front end surface has a portion that does not directly contact the front end surface high resistance portion, and the rear end surface has a portion that does not directly contact the rear end surface high resistance portion. An electrode formed on the semiconductor layer. And butterflies.

本発明に係る半導体レーザダイオードの製造方法は、基板の上方に活性層を形成する工程と、該活性層の上に半導体層を形成する工程と、該半導体層に電流狭窄構造を形成するようにプロトンを注入して高抵抗部を形成する工程と、該高抵抗部の上に絶縁層を形成する工程と、該絶縁層、及び該半導体層の上に電極を形成する工程と、該絶縁層の形成された部分が劈開面に表れるように、該基板、該活性層、該高抵抗部、該絶縁層、及び該電極を劈開する工程と、を備えたことを特徴とする。   The method of manufacturing a semiconductor laser diode according to the present invention includes a step of forming an active layer above a substrate, a step of forming a semiconductor layer on the active layer, and forming a current confinement structure in the semiconductor layer. A step of injecting protons to form a high resistance portion, a step of forming an insulating layer on the high resistance portion, a step of forming an electrode on the insulating layer and the semiconductor layer, and the insulating layer And cleaving the substrate, the active layer, the high resistance portion, the insulating layer, and the electrode so that the formed portion appears on the cleavage plane.

本発明に係る他の半導体レーザダイオードの製造方法は、基板の上方に活性層を形成する工程と、該活性層の上に半導体層を形成する工程と、該半導体層に電流狭窄構造を形成するようにプロトンを注入して高抵抗部を形成する工程と、該高抵抗部の上に開口を有するように、該半導体層の上に電極を形成する工程と、劈開面が該開口を横断するように該基板、該活性層、該高抵抗部、及び該電極を劈開する工程と、を備えたことを特徴とする。   In another method of manufacturing a semiconductor laser diode according to the present invention, a step of forming an active layer above a substrate, a step of forming a semiconductor layer on the active layer, and forming a current confinement structure in the semiconductor layer Injecting protons to form a high resistance portion, forming an electrode on the semiconductor layer so as to have an opening on the high resistance portion, and a cleavage plane crossing the opening And cleaving the substrate, the active layer, the high resistance portion, and the electrode.

本発明によれば、端面における高抵抗部と電極の接触を抑制するので、劈開面の結晶欠けを抑制できる。   According to the present invention, since the contact between the high resistance portion and the electrode at the end face is suppressed, crystal chipping on the cleavage plane can be suppressed.

本発明の実施の形態１に係る半導体レーザダイオードの斜視図である。1 is a perspective view of a semiconductor laser diode according to a first embodiment of the present invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。It is sectional drawing in the II-II line of FIG. 高抵抗部が環状に形成されることを示す図である。It is a figure which shows that a high resistance part is formed cyclically | annularly. 半導体層を形成したことを示す断面図である。It is sectional drawing which shows having formed the semiconductor layer. 半導体層に高抵抗部を形成したことを示す断面図である。It is sectional drawing which shows having formed the high resistance part in the semiconductor layer. 図５の平面図である。FIG. 6 is a plan view of FIG. 5. 高抵抗部の上に絶縁層を形成したことを示す断面図である。It is sectional drawing which shows having formed the insulating layer on the high resistance part. 絶縁層、及び半導体層の上に電極を形成したことを示す断面図である。It is sectional drawing which shows having formed the electrode on the insulating layer and the semiconductor layer. 本発明の実施の形態２に係る半導体レーザダイオードの斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor laser diode which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図９のＸ−Ｘ線における断面図である。It is sectional drawing in the XX line of FIG. 電極を形成したことを示す断面図である。It is sectional drawing which shows having formed the electrode. 図１１の断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view of FIG. Ａｕめっきを形成したことを示す断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view which shows having formed Au metal plating. 本発明の実施の形態２に係る半導体レーザダイオードの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the semiconductor laser diode which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る半導体レーザダイオードの斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor laser diode which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図１５の半導体レーザダイオードの半導体層を示す図である。It is a figure which shows the semiconductor layer of the semiconductor laser diode of FIG. 本発明の実施の形態３に係る半導体レーザダイオードの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the semiconductor laser diode which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る半導体レーザダイオードの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the semiconductor laser diode which concerns on Embodiment 3 of this invention. 高抵抗部が上クラッド層の途中まで形成されたことを示す断面図である。It is sectional drawing which shows that the high resistance part was formed to the middle of the upper clad layer. 絶縁膜が高抵抗部よりも幅が広くなるように形成されたことを示す断面図である。It is sectional drawing which shows that the insulating film was formed so that a width | variety might become wider than a high resistance part. 絶縁膜が高抵抗部よりも幅が狭くなるように形成されたことを示す断面図である。It is sectional drawing which shows that the insulating film was formed so that a width | variety might become narrower than a high resistance part.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザダイオードの斜視図である。本発明の実施の形態１に係る半導体レーザダイオード１０は、プレーナ形ワイドストライプ高出力レーザダイオードで形成されている。半導体レーザダイオード１０は、レーザ光を出射する前端面１２ａと、前端面１２ａと反対側の端面である後端面１２ｂを有している。半導体レーザダイオード１０は、ＧａＡｓで形成された基板１４を有している。基板１４の上にはＧａＡｓで形成されたバッファ層１６を有している。バッファ層１６の上にはＡｌＧａＩｎＰで形成された下クラッド層１８を有している。下クラッド層１８の上には活性層２６が形成されている。活性層２６は、下層側から、ＩｎＧａＰで形成されたガイド層２０、ＧａＡｓＰで形成されたウェル層２２、ＩｎＧａＰで形成されたガイド層２４を有している。このように基板１４の上方には活性層２６が形成されている。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser diode according to Embodiment 1 of the present invention. The semiconductor laser diode 10 according to the first embodiment of the present invention is formed of a planar wide stripe high output laser diode. The semiconductor laser diode 10 has a front end face 12a that emits laser light and a rear end face 12b that is an end face opposite to the front end face 12a. The semiconductor laser diode 10 has a substrate 14 made of GaAs. A buffer layer 16 made of GaAs is provided on the substrate 14. On the buffer layer 16, a lower cladding layer 18 made of AlGaInP is provided. An active layer 26 is formed on the lower cladding layer 18. The active layer 26 has, from the lower layer side, a guide layer 20 made of InGaP, a well layer 22 made of GaAsP, and a guide layer 24 made of InGaP. Thus, the active layer 26 is formed above the substrate 14.

活性層２６の上には、高抵抗部２８Ａが形成されている。高抵抗部２８Ａは、半導体層にプロトンを注入して高抵抗化した部分である。高抵抗部２８Ａの上には絶縁層３６が形成されている。絶縁層３６の上には電極３８が形成されている。電極３８の上にはＡｕめっき４０が形成されている。また、基板１４の裏面にもＡｕめっき４２が形成されている。   On the active layer 26, a high resistance portion 28A is formed. The high resistance portion 28A is a portion in which protons are injected into the semiconductor layer to increase the resistance. An insulating layer 36 is formed on the high resistance portion 28A. An electrode 38 is formed on the insulating layer 36. An Au plating 40 is formed on the electrode 38. An Au plating 42 is also formed on the back surface of the substrate 14.

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。活性層２６の上には半導体層２８が形成されている。半導体層２８は、下層側から、ＡｌＧａＩｎＰで形成された上クラッド層３０、ＩｎＧａＰで形成されたＢＤＲ層３２、コンタクト層３４を有している。半導体層２８の一部は、プロトンが注入されて格子間結合（Ｇａ−Ａｓ結合）の一部が切断されたことにより高抵抗部２８Ａとなっている。高抵抗部２８Ａは、前端面高抵抗部２８ａと後端面高抵抗部２８ｂを有している。前端面高抵抗部２８ａは、半導体層２８のうち前端面１２ａを含む部分の格子間結合の一部を切断して形成された、格子間結合を切断しない部分よりも高抵抗となる部分である。後端面高抵抗部２８ｂは、半導体層２８のうち後端面１２ｂを含む部分の格子間結合の一部を切断して形成された、格子間結合を切断しない部分よりも高抵抗となる部分である。   2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. A semiconductor layer 28 is formed on the active layer 26. The semiconductor layer 28 has an upper cladding layer 30 made of AlGaInP, a BDR layer 32 made of InGaP, and a contact layer 34 from the lower layer side. A part of the semiconductor layer 28 becomes a high resistance portion 28A because protons are implanted and a part of an interstitial bond (Ga—As bond) is cut. The high resistance portion 28A includes a front end surface high resistance portion 28a and a rear end surface high resistance portion 28b. The front end face high resistance portion 28a is a portion that is formed by cutting a part of the interstitial bond of the semiconductor layer 28 including the front end face 12a and has a higher resistance than the part that does not cut the interstitial bond. . The rear end surface high resistance portion 28b is a portion that is formed by cutting a part of the interstitial bond of the portion including the rear end surface 12b of the semiconductor layer 28 and has a higher resistance than the portion that does not cut the interstitial bond. .

絶縁層３６は、前端面絶縁層３６ａと後端面絶縁層３６ｂを有している。前端面絶縁層３６ａは、前端面１２ａにおいて前端面高抵抗部２８ａと電極３８の間に形成されている。後端面絶縁層３６ｂは、後端面１２ｂにおいて後端面高抵抗部２８ｂと電極３８の間に形成されている。すなわち、前端面１２ａと後端面１２ｂのどちらにおいても、高抵抗部２８Ａと電極３８の間には絶縁層３６が形成されている。   The insulating layer 36 has a front end face insulating layer 36a and a rear end face insulating layer 36b. The front end face insulating layer 36a is formed between the front end face high resistance portion 28a and the electrode 38 on the front end face 12a. The rear end surface insulating layer 36b is formed between the rear end surface high resistance portion 28b and the electrode 38 on the rear end surface 12b. That is, the insulating layer 36 is formed between the high resistance portion 28A and the electrode 38 on both the front end face 12a and the rear end face 12b.

図３は、高抵抗部が環状に形成されることを示す図である。高抵抗部２８Ａは半導体レーザダイオード１０の外周に沿うように環状に形成されている。半導体層２８のうち高抵抗部２８Ａに囲まれた部分は活性層２６に電流を供給するために用いられる電流注入部２８ｉである。こうして、半導体層２８は、電流注入部２８ｉとそれを囲むように形成された高抵抗部２８Ａとを有し、電流狭窄構造を形成している。   FIG. 3 is a diagram illustrating that the high resistance portion is formed in an annular shape. The high resistance portion 28 </ b> A is formed in an annular shape along the outer periphery of the semiconductor laser diode 10. A portion of the semiconductor layer 28 surrounded by the high resistance portion 28 </ b> A is a current injection portion 28 i used for supplying current to the active layer 26. Thus, the semiconductor layer 28 has the current injection portion 28i and the high resistance portion 28A formed so as to surround the current injection portion 28i, and forms a current confinement structure.

次いで、半導体レーザダイオード１０の製造方法を説明する。まず、基板の上方に活性層を形成する。次いで、活性層の上に半導体層２８′を形成する。図４は、半導体層を形成したことを示す断面図である。次いで、半導体層２８′に電流狭窄構造を形成するようにプロトンを注入して高抵抗部２８Ａを形成する。図５は、半導体層に高抵抗部を形成したことを示す断面図である。図６は、図５の平面図である。高抵抗部２８Ａは、複数の電流狭窄構造を形成している。   Next, a method for manufacturing the semiconductor laser diode 10 will be described. First, an active layer is formed above the substrate. Next, a semiconductor layer 28 'is formed on the active layer. FIG. 4 is a cross-sectional view showing that a semiconductor layer has been formed. Next, protons are implanted so as to form a current confinement structure in the semiconductor layer 28 'to form a high resistance portion 28A. FIG. 5 is a cross-sectional view showing that the high resistance portion is formed in the semiconductor layer. 6 is a plan view of FIG. The high resistance portion 28A forms a plurality of current confinement structures.

次いで、高抵抗部２８Ａの上に絶縁層を形成する。図７は、高抵抗部の上に絶縁層を形成したことを示す断面図である。絶縁層３６は、高抵抗部２８Ａと重なるように形成する。前端面高抵抗部２８ａの上に前端面絶縁層３６ａを形成し、後端面高抵抗部２８ｂの上に後端面絶縁層３６ｂを形成する。次いで、絶縁層３６、及び半導体層２８の上に電極を形成する。図８は、絶縁層、及び半導体層の上に電極を形成したことを示す断面図である。電極３８は絶縁層３６と、半導体層２８の上に形成されることで、共振器の表面全体を覆う。次いで、Ａｕめっき４０、及びＡｕめっき４２を形成する。   Next, an insulating layer is formed on the high resistance portion 28A. FIG. 7 is a cross-sectional view showing that an insulating layer is formed on the high resistance portion. The insulating layer 36 is formed so as to overlap the high resistance portion 28A. A front end face insulating layer 36a is formed on the front end face high resistance portion 28a, and a rear end face insulating layer 36b is formed on the rear end face high resistance portion 28b. Next, electrodes are formed on the insulating layer 36 and the semiconductor layer 28. FIG. 8 is a cross-sectional view showing that an electrode is formed on the insulating layer and the semiconductor layer. The electrode 38 is formed on the insulating layer 36 and the semiconductor layer 28 to cover the entire surface of the resonator. Next, an Au plating 40 and an Au plating 42 are formed.

次いで、図８の矢印に示す部分で共振器を劈開する。この劈開は、絶縁層３６の形成された部分が劈開面に表れるように、基板１４、活性層２６、高抵抗部２８Ａ,２８Ｂ、絶縁層３６、及び電極３８を割るものである。このように劈開すると図１に示す半導体レーザダイオード１０が完成する。   Next, the resonator is cleaved at a portion indicated by an arrow in FIG. This cleavage is to divide the substrate 14, the active layer 26, the high resistance portions 28 </ b> A and 28 </ b> B, the insulating layer 36, and the electrode 38 so that the portion where the insulating layer 36 is formed appears on the cleavage plane. When cleaving in this way, the semiconductor laser diode 10 shown in FIG. 1 is completed.

本発明の実施の形態１に係る半導体レーザダイオードによれば、前端面１２ａ及び後端面１２ｂにおいて高抵抗部２８Ａと電極３８の間に絶縁層３６が形成されている。この絶縁層３６は、プロトン注入でもろくなった高抵抗部２８Ａを補強するものである。よって、劈開の際に、プロトン注入領域である高抵抗部２８Ａが電極３８に引っ張られて劈開面に結晶欠けが生じることを抑制できる。結晶欠けの抑制は、劈開工程の歩留り改善や、半導体レーザダイオードの特性安定化に役立つ。   In the semiconductor laser diode according to the first embodiment of the present invention, the insulating layer 36 is formed between the high resistance portion 28A and the electrode 38 on the front end face 12a and the rear end face 12b. The insulating layer 36 reinforces the high resistance portion 28A that has become brittle by proton implantation. Therefore, at the time of cleavage, it can be suppressed that the high resistance portion 28A, which is a proton injection region, is pulled by the electrode 38 and crystal defects are generated on the cleavage plane. Suppression of crystal chipping is useful for improving the yield of the cleavage process and stabilizing the characteristics of the semiconductor laser diode.

本発明は、半導体層にプロトンを注入して高抵抗部を形成し、その上に電極を形成する構成を有する半導体レーザダイオードに対して広く応用できる。   The present invention can be widely applied to semiconductor laser diodes having a structure in which protons are injected into a semiconductor layer to form a high resistance portion and an electrode is formed thereon.

実施の形態２．
本発明の実施の形態２の説明では、実施の形態１に係る半導体レーザダイオードと同一の構成要素については説明を省略する。図９は、本発明の実施の形態２に係る半導体レーザダイオードの斜視図である。半導体レーザダイオード５０は、電極５２を備えている。電極５２は、前端面１２ａの両端だけで前端面１２ａと同一平面を形成している。前端面１２ａの中央部分には電極５２が形成されていない。そのため、電極５２は、前端面１２ａから見たときに凹部を有している。 Embodiment 2. FIG.
In the description of the second embodiment of the present invention, the description of the same components as those of the semiconductor laser diode according to the first embodiment is omitted. FIG. 9 is a perspective view of the semiconductor laser diode according to the second embodiment of the present invention. The semiconductor laser diode 50 includes an electrode 52. The electrode 52 forms the same plane as the front end face 12a only at both ends of the front end face 12a. The electrode 52 is not formed in the central portion of the front end face 12a. Therefore, the electrode 52 has a recess when viewed from the front end face 12a.

また、電極５２は、後端面１２ｂの両端だけで後端面１２ｂと同一平面を形成している。後端面１２ｂの中央部分には電極５２が形成されていない。そのため、電極５２は、後端面１２ｂから見たときに凹形状を有している。図１０は、図９のＸ−Ｘ線における断面図である。半導体層２８のうち、前端面１２ａに接する部分で上方に電極が形成されていないために外部に露出する面を第１露出面２８ｃと称する。半導体層２８のうち、後端面１２ｂに接する部分で上方に電極が形成されていないために外部に露出する面を第２露出面２８ｄと称する。   The electrode 52 forms the same plane as the rear end surface 12b only at both ends of the rear end surface 12b. The electrode 52 is not formed in the central portion of the rear end face 12b. Therefore, the electrode 52 has a concave shape when viewed from the rear end surface 12b. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. Of the semiconductor layer 28, the surface exposed to the outside because no electrode is formed on the upper portion at the portion in contact with the front end surface 12 a is referred to as a first exposed surface 28 c. In the semiconductor layer 28, the surface exposed to the outside because no electrode is formed on the portion in contact with the rear end surface 12b is referred to as a second exposed surface 28d.

次いで、半導体レーザダイオード５０の製造方法を説明する。高抵抗部２８Ａを形成した後に、半導体層２８の上に電極５２を形成する。電極５２は、高抵抗部２８Ａの上に開口を有するように形成する。図１１は、電極５２を形成したことを示す断面図である。電極５２は、高抵抗部２８Ａの上に開口５２ａ、５２ｂを有するように形成する。開口５２ａの底面には第１露出面２８ｃが露出し、開口５２ｂの底面には第２露出面２８ｄが露出している。図１２は、図１１の断面斜視図である。次いで、Ａｕめっき４０を形成する。図１２から分かるように、電極５２は、開口５２ａ、５２ｂを有しつつも、全体としては一体形成されているので被メッキ物となる電極５２に電流供給できる。図１３は、Ａｕめっきを形成したことを示す断面斜視図である。   Next, a method for manufacturing the semiconductor laser diode 50 will be described. After forming the high resistance portion 28 </ b> A, the electrode 52 is formed on the semiconductor layer 28. The electrode 52 is formed on the high resistance portion 28A so as to have an opening. FIG. 11 is a cross-sectional view showing that the electrode 52 is formed. The electrode 52 is formed on the high resistance portion 28A so as to have openings 52a and 52b. The first exposed surface 28c is exposed at the bottom surface of the opening 52a, and the second exposed surface 28d is exposed at the bottom surface of the opening 52b. 12 is a cross-sectional perspective view of FIG. Next, Au plating 40 is formed. As can be seen from FIG. 12, the electrode 52 has openings 52a and 52b, but is integrally formed as a whole, so that current can be supplied to the electrode 52 to be plated. FIG. 13 is a cross-sectional perspective view showing that Au plating is formed.

次いで、図１３の破線に沿うように共振器を劈開する。この劈開は、劈開面が開口５２ａ、５２ｂを横断するように基板１４、活性層２６、高抵抗部２８Ａ、及び電極５２を割るものである。このように劈開すると図９に示す半導体レーザダイオード５０が完成する。   Next, the resonator is cleaved along the broken line in FIG. This cleavage is to divide the substrate 14, the active layer 26, the high resistance portion 28A, and the electrode 52 so that the cleavage plane crosses the openings 52a and 52b. By cleaving in this way, the semiconductor laser diode 50 shown in FIG. 9 is completed.

本発明の実施の形態２に係る半導体レーザダイオード５０によれば、電極５２は、前端面１２ａの両端だけで前端面１２ａと同一平面を形成し、後端面１２ｂの両端だけで後端面１２ｂと同一平面を形成している。つまり、劈開面において電極５２と高抵抗部２８Ａが接する部分が少ないので、高抵抗部２８Ａが電極５２に引っ張られて劈開面に結晶欠けが生じることを抑制し、劈開工程の歩留りを改善できる。特に、前端面１２ａの中央部分では電極５２を形成しないことにより、この部分での結晶欠けを抑制できる。よって結晶欠けによるレーザ光への悪影響を抑制できる。   In the semiconductor laser diode 50 according to the second embodiment of the present invention, the electrode 52 forms the same plane as the front end face 12a only at both ends of the front end face 12a, and is the same as the rear end face 12b only at both ends of the rear end face 12b. A plane is formed. That is, since there are few portions where the electrode 52 and the high resistance portion 28A are in contact with each other on the cleavage plane, it is possible to suppress the high resistance portion 28A from being pulled by the electrode 52 and cause crystal chipping on the cleavage plane, thereby improving the yield of the cleavage step. In particular, since the electrode 52 is not formed in the central portion of the front end face 12a, crystal chipping in this portion can be suppressed. Therefore, adverse effects on the laser beam due to crystal chipping can be suppressed.

本発明の実施の形態２に係る半導体レーザダイオード５０では、端面の両端だけで端面と同一平面を形成するように電極を形成したが本発明はこれに限定されない。すなわち、電極は、前端面の両端の少なくとも一方だけで前端面と同一平面を形成し、かつ後端面の両端の少なくとも一方だけで前記後端面と同一平面を形成すればよい。つまり、Ａｕめっき４０の形成時に電極に電流供給できるように電極が一体的に形成されていれば電極の形状は特に限定されない。   In the semiconductor laser diode 50 according to the second embodiment of the present invention, the electrodes are formed so as to form the same plane as the end face only at both ends of the end face, but the present invention is not limited to this. That is, the electrode may be formed in the same plane as the front end face only at at least one of both ends of the front end face, and formed in the same plane as the rear end face only in at least one end of the rear end face. That is, the shape of the electrode is not particularly limited as long as the electrode is integrally formed so that current can be supplied to the electrode when the Au plating 40 is formed.

ところで、本発明の実施の形態２に係る半導体レーザダイオード５０では第１露出面２８ｃと第２露出面２８ｄが外部に露出する。これらの部分は、例えば、ウエハのハンドリング時などに搬送器具と接触する可能性がある。半導体層２８が搬送器具などと接触することで、半導体層（結晶）が欠けることが考えられる。これを防ぐために第１露出面２８ｃと第２露出面２８ｄに保護層を形成すると良い。   Incidentally, in the semiconductor laser diode 50 according to the second embodiment of the present invention, the first exposed surface 28c and the second exposed surface 28d are exposed to the outside. These portions may come into contact with the transfer device, for example, during wafer handling. It is conceivable that the semiconductor layer (crystal) is missing due to the semiconductor layer 28 coming into contact with a transfer device or the like. In order to prevent this, a protective layer may be formed on the first exposed surface 28c and the second exposed surface 28d.

図１４は、本発明の実施の形態２に係る半導体レーザダイオードの変形例を示す斜視図である。変形例の半導体レーザダイオードは、第１露出面２８ｃが第１保護層５４ａで覆われ、第２露出面２８ｄが第２保護層５４ｂで覆われている。これらの保護層は絶縁層で形成されている。このように、半導体層のうち上方に電極が形成されていない部分に保護層を形成することで結晶の欠けを防止できる。このような保護層は、実際にウエハがハンドリングされる前に形成されればいつ形成されてもよい。保護層は例えば、電極５２を形成する前に形成しても良いし、図１２に示す開口５２ａ、５２ｂの底面に露出する第１露出面２８ｃ及び第２露出面２８ｄに形成してもよい。   FIG. 14 is a perspective view showing a modification of the semiconductor laser diode according to the second embodiment of the present invention. In the semiconductor laser diode of the modified example, the first exposed surface 28c is covered with the first protective layer 54a, and the second exposed surface 28d is covered with the second protective layer 54b. These protective layers are formed of an insulating layer. In this manner, crystal chipping can be prevented by forming a protective layer in a portion of the semiconductor layer where no electrode is formed above. Such a protective layer may be formed whenever it is formed before the wafer is actually handled. For example, the protective layer may be formed before the electrode 52 is formed, or may be formed on the first exposed surface 28c and the second exposed surface 28d exposed at the bottom surfaces of the openings 52a and 52b shown in FIG.

実施の形態３．
本発明の実施の形態３の説明では、実施の形態１に係る半導体レーザダイオードと同一の構成要素については説明を省略する。図１５は、本発明の実施の形態３に係る半導体レーザダイオードの斜視図である。半導体レーザダイオード６０は、アレイレーザダイオードで形成されているため、実施の形態１、２の場合と比べて前端面１２ａと後端面１２ｂの幅が広くなっている。電極６２は、実施の形態２の場合と同様に、前端面１２ａの両端及び後端面１２ｂの両端だけでこれらの端面と同一平面を形成している。これによりアレイレーザダイオードにおいても端面に欠けが生じることを抑制できる。図１６は、図１５の半導体レーザダイオードの半導体層を示す図である。半導体層２８には活性層２６に電流を流すための電流注入部２８ｉが複数形成されている。 Embodiment 3 FIG.
In the description of the third embodiment of the present invention, the description of the same components as those of the semiconductor laser diode according to the first embodiment is omitted. FIG. 15 is a perspective view of a semiconductor laser diode according to Embodiment 3 of the present invention. Since the semiconductor laser diode 60 is formed by an array laser diode, the width of the front end face 12a and the rear end face 12b is wider than in the first and second embodiments. As in the case of the second embodiment, the electrode 62 forms the same plane as these end faces only at both ends of the front end face 12a and both ends of the rear end face 12b. As a result, even in the array laser diode, it is possible to prevent the end face from being chipped. FIG. 16 is a diagram showing a semiconductor layer of the semiconductor laser diode of FIG. In the semiconductor layer 28, a plurality of current injection portions 28 i for flowing current through the active layer 26 are formed.

ところで、図１５のＷ１は、電極６２が端面と同一平面を形成する部分の幅を表す。Ｗ１は、図１６のＷ２で表される電流注入部２８ｉから共振器側面までの長さより小さい。このように、前端面１２ａの中央部分では電極６２を形成しないことによりこの部分での半導体層２８の結晶欠けを抑制できる。よって、結晶欠けによるレーザ光への悪影響を抑制できる。   By the way, W1 in FIG. 15 represents the width of the portion where the electrode 62 forms the same plane as the end face. W1 is smaller than the length from the current injection portion 28i represented by W2 in FIG. 16 to the side surface of the resonator. Thus, by not forming the electrode 62 in the central portion of the front end face 12a, it is possible to suppress crystal chipping of the semiconductor layer 28 in this portion. Therefore, it is possible to suppress an adverse effect on the laser beam due to crystal chipping.

図１７は、本発明の実施の形態３に係る半導体レーザダイオードの変形例を示す斜視図である。変形例の半導体レーザダイオードは、図１５に示す半導体レーザダイオードでは外部に露出していた半導体層を、保護層７０ａ、７０ｂで覆う。よって、ウエハのハンドリング時などに搬送器具と半導体層が接触して結晶が欠けることを防止できる。   FIG. 17 is a perspective view showing a modification of the semiconductor laser diode according to the third embodiment of the present invention. In the semiconductor laser diode of the modification, the semiconductor layer exposed to the outside in the semiconductor laser diode shown in FIG. 15 is covered with protective layers 70a and 70b. Therefore, it is possible to prevent the crystal from being lost due to contact between the transfer device and the semiconductor layer when handling the wafer.

ところで、本発明の実施の形態１乃至３では、もろい高抵抗部２８Ａを原因とする劈開面の結晶欠けを抑制する技術を示した。本発明は、半導体レーザダイオードの端面における高抵抗部と電極の接触が劈開面に結晶欠けを生じさせる原因であることを見出し、当該接触を低減又は消滅させることを特徴とする。従って、前端面において前端面高抵抗部と直接接しない部分を有し、かつ後端面において後端面高抵抗部と直接接しない部分を有するように、半導体層の上に電極を形成する限りにおいて本発明の効果を得ることができる。そして、この特徴を逸脱しない範囲において、本発明は様々な変形が可能である。   By the way, in the first to third embodiments of the present invention, a technique for suppressing crystal chipping on the cleavage plane caused by the brittle high resistance portion 28A has been shown. The present invention is characterized in that the contact between the high resistance portion and the electrode on the end face of the semiconductor laser diode is a cause of crystal chipping on the cleavage plane, and the contact is reduced or eliminated. Therefore, as long as the electrode is formed on the semiconductor layer so that the front end surface has a portion that does not directly contact the front end surface high resistance portion and the rear end surface has a portion that does not directly contact the rear end surface high resistance portion. The effects of the invention can be obtained. The present invention can be variously modified without departing from this feature.

例えば、アレイレーザダイオードで形成した半導体レーザダイオードにおいて、高抵抗部２８Ａの補強のための絶縁層を形成してもよい。図１８は、本発明の実施の形態３に係る半導体レーザダイオードの変形例を示す斜視図である。前端面高抵抗部２８ａは前端面絶縁層７２ａを介して電極６２に接する。後端面高抵抗部２８ｂは後端面絶縁層７２ｂを介して電極６２に接する。前端面絶縁層７２ａ、及び後端面絶縁層７２ｂにより前端面高抵抗部２８ａ、及び後端面高抵抗部２８ｂを補強し結晶欠けを抑制できる。   For example, in a semiconductor laser diode formed by an array laser diode, an insulating layer for reinforcing the high resistance portion 28A may be formed. FIG. 18 is a perspective view showing a modification of the semiconductor laser diode according to the third embodiment of the present invention. The front end face high resistance portion 28a is in contact with the electrode 62 through the front end face insulating layer 72a. The rear end surface high resistance portion 28b is in contact with the electrode 62 through the rear end surface insulating layer 72b. The front end face insulating layer 72a and the rear end face insulating layer 72b can reinforce the front end face high resistance portion 28a and the rear end face high resistance portion 28b to suppress crystal chipping.

本発明の実施の形態１乃至３では、プロトン注入領域である高抵抗部２８Ａは、活性層２６の直上まで達しているが、本発明はこれに限定されない。高抵抗部２８Ａが活性層２６の直上まで達していなくても本発明の効果を得ることができる。例えば、高抵抗部はコンタクト層の表面から上クラッド層の途中まで形成されていてもよい。同様に、高抵抗部はコンタクト層の表面からコンタクト層の途中又はＢＤＲ層まで形成されていてもよい。図１９は、高抵抗部２８Ａが上クラッド層３０の途中まで形成されたことを示す断面図である。   In the first to third embodiments of the present invention, the high resistance portion 28A that is the proton injection region reaches just above the active layer 26, but the present invention is not limited to this. The effect of the present invention can be obtained even if the high resistance portion 28A does not reach the position directly above the active layer 26. For example, the high resistance portion may be formed from the surface of the contact layer to the middle of the upper cladding layer. Similarly, the high resistance portion may be formed from the surface of the contact layer to the middle of the contact layer or the BDR layer. FIG. 19 is a cross-sectional view showing that the high resistance portion 28 </ b> A is formed partway through the upper cladding layer 30.

また、例えば図２では、高抵抗部２８Ａの直上に重なるように絶縁層３６を形成したが本発明はこれに限定されない。つまり、高抵抗部と絶縁膜は断面視で同じ幅で形成されなくてもよい。図２０は、絶縁膜が高抵抗部よりも幅が広くなるように形成されたことを示す断面図である。図２１は、絶縁膜が高抵抗部よりも幅が狭くなるように形成されたことを示す断面図である。   For example, in FIG. 2, the insulating layer 36 is formed so as to overlap directly on the high resistance portion 28 </ b> A, but the present invention is not limited to this. That is, the high resistance portion and the insulating film do not have to be formed with the same width in cross-sectional view. FIG. 20 is a cross-sectional view showing that the insulating film is formed to be wider than the high resistance portion. FIG. 21 is a cross-sectional view showing that the insulating film is formed to be narrower than the high resistance portion.

１０ 半導体レーザダイオード、 １２ａ 前端面、 １２ｂ 後端面、 １４ 基板、 １６ バッファ層、 １８ 下クラッド層、 ２０ ガイド層、 ２２ ウェル層、 ２４ ガイド層、 ２６ 活性層、 ２８ 半導体層、 ２８Ａ 高抵抗部、 ２８ａ 前端面高抵抗部、 ２８ｂ 後端面高抵抗部、 ２８ｃ 第１露出面、 ２８ｄ 第２露出面、 ２８ｉ 電流注入部、 ３０ 上クラッド層、 ３２ ＢＤＲ層、 ３４ コンタクト層、 ３６ 絶縁層、 ３６ａ 前端面絶縁層、 ３６ｂ 後端面絶縁層、 ３８ 電極、 ４０,４２ Ａｕめっき、 ５２ 電極、 ５２ａ,５２ｂ 開口、 ５４ａ,５４ｂ,７０ａ,７０ｂ 保護層、 ７２ａ 前端面絶縁層、 ７２ｂ 後端面絶縁層   10 semiconductor laser diode, 12a front end face, 12b rear end face, 14 substrate, 16 buffer layer, 18 lower cladding layer, 20 guide layer, 22 well layer, 24 guide layer, 26 active layer, 28 semiconductor layer, 28A high resistance part, 28a front end face high resistance part, 28b rear end face high resistance part, 28c first exposed face, 28d second exposed face, 28i current injection part, 30 upper cladding layer, 32 BDR layer, 34 contact layer, 36 insulating layer, 36a front end Surface insulating layer, 36b Rear end surface insulating layer, 38 electrodes, 40, 42 Au plating, 52 electrodes, 52a, 52b opening, 54a, 54b, 70a, 70b Protective layer, 72a Front end surface insulating layer, 72b Rear end surface insulating layer

Claims (8)

レーザ光を出射する前端面と、前記前端面と反対側の端面である後端面を有する半導体レーザダイオードであって、
基板と、
前記基板の上方に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された半導体層と、
前記半導体層のうち前記前端面を含む部分の格子間結合の一部を切断して形成された、格子間結合を切断しない部分よりも高抵抗となる前端面高抵抗部と、
前記半導体層のうち前記後端面を含む部分の格子間結合の一部を切断して形成された、格子間結合を切断しない部分よりも高抵抗となる後端面高抵抗部と、
前記前端面において前記前端面高抵抗部と直接接しない部分を有し、かつ前記後端面において前記後端面高抵抗部と直接接しない部分を有するように、前記半導体層の上に形成された電極と、を備えたことを特徴とする半導体レーザダイオード。 A semiconductor laser diode having a front end face for emitting laser light and a rear end face that is an end face opposite to the front end face,
A substrate,
An active layer formed above the substrate;
A semiconductor layer formed on the active layer;
A front end face high resistance portion that is formed by cutting a part of the interstitial bond of the part including the front end face of the semiconductor layer and has a higher resistance than a part that does not cut the interstitial bond;
A rear end face high resistance portion that is formed by cutting a part of the interstitial bond of the part including the rear end face of the semiconductor layer and has a higher resistance than a part that does not cut the interstitial bond;
An electrode formed on the semiconductor layer so as to have a portion not directly in contact with the front end surface high resistance portion on the front end surface and a portion not directly in contact with the rear end surface high resistance portion on the rear end surface. And a semiconductor laser diode. 前記前端面において前記前端面高抵抗部と前記電極の間に形成された前端面絶縁層と、
前記後端面において前記後端面高抵抗部と前記電極の間に形成された後端面絶縁層と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザダイオード。 A front end face insulating layer formed between the front end face high resistance portion and the electrode in the front end face;
2. The semiconductor laser diode according to claim 1, further comprising: a rear end surface insulating layer formed between the rear end surface high resistance portion and the electrode on the rear end surface. 3. 前記電極は、前記前端面の両端の少なくとも一方だけで前記前端面と同一平面を形成し、かつ前記後端面の両端の少なくとも一方だけで前記後端面と同一平面を形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザダイオード。   The electrode has the same plane as the front end face only at at least one of both ends of the front end face, and forms the same plane as the rear end face only at at least one end of the rear end face. Item 2. The semiconductor laser diode according to Item 1. 前記半導体層のうち上方に前記電極が形成されていない部分に形成された保護層を備えたことを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザダイオード。   4. The semiconductor laser diode according to claim 3, further comprising a protective layer formed in a portion of the semiconductor layer where the electrode is not formed above. 前記半導体層に、前記活性層に電流を流すための電流注入部を複数形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体レーザダイオード。   5. The semiconductor laser diode according to claim 1, wherein a plurality of current injection portions for allowing a current to flow through the active layer are formed in the semiconductor layer. 6. 基板の上方に活性層を形成する工程と、
前記活性層の上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層に電流狭窄構造を形成するようにプロトンを注入して高抵抗部を形成する工程と、
前記高抵抗部の上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層、及び前記半導体層の上に電極を形成する工程と、
前記絶縁層の形成された部分が劈開面に表れるように、前記基板、前記活性層、前記高抵抗部、前記絶縁層、及び前記電極を劈開する工程と、を備えたことを特徴とする半導体レーザダイオードの製造方法。 Forming an active layer above the substrate;
Forming a semiconductor layer on the active layer;
A step of injecting protons to form a current confinement structure in the semiconductor layer to form a high resistance portion;
Forming an insulating layer on the high resistance portion;
Forming an electrode on the insulating layer and the semiconductor layer;
A step of cleaving the substrate, the active layer, the high-resistance portion, the insulating layer, and the electrode so that a portion where the insulating layer is formed appears on a cleavage plane. Laser diode manufacturing method. 基板の上方に活性層を形成する工程と、
前記活性層の上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層に電流狭窄構造を形成するようにプロトンを注入して高抵抗部を形成する工程と、
前記高抵抗部の上に開口を有するように、前記半導体層の上に電極を形成する工程と、
劈開面が前記開口を横断するように前記基板、前記活性層、前記高抵抗部、及び前記電極を劈開する工程と、を備えたことを特徴とする半導体レーザダイオードの製造方法。 Forming an active layer above the substrate;
Forming a semiconductor layer on the active layer;
A step of injecting protons to form a current confinement structure in the semiconductor layer to form a high resistance portion;
Forming an electrode on the semiconductor layer so as to have an opening on the high resistance portion;
Cleaving the substrate, the active layer, the high resistance portion, and the electrode so that a cleavage plane crosses the opening. A method of manufacturing a semiconductor laser diode, comprising: 前記開口の底面に前記半導体層を保護する保護層を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザダイオードの製造方法。   8. The method of manufacturing a semiconductor laser diode according to claim 7, further comprising a step of forming a protective layer for protecting the semiconductor layer on a bottom surface of the opening.
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