JP2016103588A

JP2016103588A - 半導体レーザの製造方法

Info

Publication number: JP2016103588A
Application number: JP2014241771A
Authority: JP
Inventors: 和重川▲崎▼; Kazushige Kawasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2034-11-28
Also published as: JP6303997B2

Abstract

【課題】共振端面に形成した反射膜の剥がれを抑制することができる半導体レーザの製造方法を得る。【解決手段】互いに分離部３で隔てられた複数の半導体レーザ２を半導体基板１に形成する。同じ平面に存在する複数の半導体レーザ２の共振端面と分離部３の端面に反射膜８を形成する。複数の半導体レーザ２の発光点６上の反射膜８を残しつつ、分離部３上の反射膜８を除去する。分離部３上の反射膜８を除去した後に分離部３を境にして複数の半導体レーザ２を個々に分離する。【選択図】図６

Description

本発明は、共振端面に形成した反射膜の剥がれを抑制することができる半導体レーザの製造方法に関する。

半導体レーザにおいて高い光出力を達成するために後端面の反射率をできるだけ高反射にする必要がある。従って、後端面の反射膜は多層膜となり、膜厚が非常に厚くなる。しかし、厚膜の場合、後の工程において劈開による膜への衝撃が大きくなる。また、曲げ応力や組立時の温度上昇によって各材料の熱膨張係数の差で生じるストレスが素子端に集中する。このため、反射膜が剥がれることがあり、特性安定上の問題となっている。特に、分離部を境にして半導体基板を劈開して複数の半導体レーザを個々に分離した際に分離部で反射膜の剥がれが発生しやすい。これに対して、分離部の機械的なストレスを低減するために、成膜時に分離部をマスクで覆って反射膜を形成しない方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１−１５２７８８号公報

従来の方法ではその準備による端面の汚染やストレージの長時間化などの問題で逆に反射膜の剥がれが助長されるという問題があった。

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、その目的は共振端面に形成した反射膜の剥がれを抑制することができる半導体レーザの製造方法を得るものである。

本発明に係る半導体レーザの製造方法は、互いに分離部で隔てられた複数の半導体レーザを半導体基板に形成する工程と、同じ平面に存在する前記複数の半導体レーザの共振端面と前記分離部の端面に反射膜を形成する工程と、前記複数の半導体レーザの発光点上の前記反射膜を残しつつ、前記分離部上の前記反射膜を除去する工程と、前記分離部上の前記反射膜を除去した後に前記分離部を境にして前記複数の半導体レーザを個々に分離する工程とを備えることを特徴とする。

本発明では複数の半導体レーザの共振端面と分離部の端面に反射膜を形成した後に分離部上の反射膜を除去する。これにより、共振端面に形成した反射膜の剥がれを抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す平面図である。本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す平面図である。本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す側面図である。本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す側面図である。本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す側面図である。比較例に係る半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法の変形例を示す側面図である。本発明の実施の形態２に係る半導体レーザの製造方法を示す側面図である。本発明の実施の形態２に係る半導体レーザの製造方法を示す側面図である。本発明の実施の形態２に係る半導体レーザの製造方法の変形例を示す側面図である。

本発明の実施の形態に係る半導体レーザの製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１及び図４は本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。図２及び図３は本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す平面図である。図５から図７は本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法を示す側面図である。

まず、図１に示すように、半導体基板１に複数の半導体レーザ２を形成する。複数の半導体レーザ２は互いに分離部３で隔てられている。半導体レーザ２の表面に表面電極４、裏面に裏面電極５を形成する。半導体レーザ２に電流を流すことで発光点６よりレーザ光が出射される。１つの半導体レーザ２が多数の発光点６を有することで高出力化を図っている。

次に、図２に示すように、ウエハから切り出されたバー状態の複数の半導体基板１を冶具７にセットする。この際に、各半導体レーザ２の後端面と前端面が冶具外側にむき出しになるように配置する。次に、冶具７を成膜装置にセットし、図３に示すように反射膜材料を供給する。これにより、図４及び図５に示すように、同じ平面に存在する複数の半導体レーザ２の後端面（共振端面）と分離部３の端面に、反射率調整用の誘電体からなる反射膜８を蒸着法やスパッタ法により形成する。

なお、半導体レーザ２の前端面にも同様に反射膜を形成する。ここで、後端面の反射膜８は発光波長に対して高い反射率を有し、前端面の反射膜は発光波長に対して低い反射率を有する。これにより、低反射率の膜が形成された前端面の発光点６から効率よくレーザ光が出射される。

次に、半導体基板１を冶具７にセットしたままで、図６に示すように、複数の半導体レーザ２の発光点６上の反射膜８を残しつつ、分離部３上の反射膜８をレーザダイサー９で除去する。このレーザダイサー処理によるデブリ除去処理を行い、バーを冶具７から分解する。

次に、図７に示すように、分離部３を境にして半導体基板１を劈開することで複数の半導体レーザ２を個々に分離する。以上の工程により製造された半導体レーザ２にはダイボンド、ワイヤボンド等の組立工程が行われる。

続いて、本実施の形態の効果を比較例と比較して説明する。図８は比較例に係る半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。比較例では分離部３上の反射膜８を除去しない。このため、分離部３を境にして半導体基板１を劈開して複数の半導体レーザ２を個々に分離した際に分離部３で反射膜８の剥がれが発生しやすい。

これに対して、本実施の形態では、複数の半導体レーザ２の共振端面と分離部３の端面に反射膜８を形成した後に分離部３上の反射膜８を除去する。これにより、素子分離時の劈開による反射膜８への衝撃を回避し、反射膜８の面積が小さくなることで膜応力も小さくすることができる。この結果、共振端面に形成した反射膜８の剥がれを抑制することができる。

図９は、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造方法の変形例を示す側面図である。ウエハ工程で半導体基板１に位置精度が良いメタルマーク１０を形成しておく。このメタルマーク１０を後端面側から画像認識してレーザダイサー９の位置合わせを行う。これにより、分離部３の反射膜８の除去を高い位置精度で実施することができる。

また、分離部３上の反射膜８を除去する際にレーザダイサー９により分離部３に劈開導入溝を形成してもよい。この劈開導入溝に沿って半導体基板１を劈開することで、複数の半導体レーザ２を容易に分離することができる。

実施の形態２．
図１０及び図１１は、本発明の実施の形態２に係る半導体レーザの製造方法を示す側面図である。反射膜８の形成までは実施の形態１の図１〜５の工程と同様である。

次に、半導体基板１を冶具７にセットしたままで、図１０に示すように、インクジェット機１１を用いて、分離部３上の反射膜８を覆わずに発光点６上の反射膜８を覆うエッチングマスク１２を形成する。エッチングマスク１２はフォトレジストなどであり、塗布した後に乾燥硬化させる。

次に、半導体基板１を冶具７にセットしたままでエッチングマスク１２を用いて反射膜８を選択的にドライエッチングすることで、エッチングマスク１２で覆われていない分離部３上の反射膜８を除去する。その後、エッチングマスク１２を除去すると、図１１に示すように発光点６の周辺のみ反射膜８が残る。その後、実施の形態１と同様に分離部３を境にして半導体基板１を劈開することで複数の半導体レーザ２を個々に分離する。

本実施の形態でも実施の形態１と同様に、素子分離時の劈開による反射膜８への衝撃を回避し、反射膜８の面積が小さくなることで膜応力も小さくすることができる。この結果、共振端面に形成した反射膜８の剥がれを抑制することができる。

図１２は、本発明の実施の形態２に係る半導体レーザの製造方法の変形例を示す側面図である。ウエハ工程で半導体基板１に位置精度が良いメタルマーク１０を形成しておく。このメタルマーク１０を画像認識してエッチングマスク１２の位置合わせを行う。これにより、分離部３の反射膜８の除去を高い位置精度で実施することができる。

なお、本実施の形態においてドライエッチングの代わりにウエットエッチングを用いて反射膜８を選択的にエッチングしてもよい。また、反射膜８が多層膜の場合に分離部３上の反射膜８の１層以上を除去することでも同様の効果を得ることができる。

１半導体基板、２半導体レーザ、３分離部、６発光点、７冶具、８反射膜、９レーザダイサー、１０メタルマーク、１２エッチングマスク

Claims

互いに分離部で隔てられた複数の半導体レーザを半導体基板に形成する工程と、
同じ平面に存在する前記複数の半導体レーザの共振端面と前記分離部の端面に反射膜を形成する工程と、
前記複数の半導体レーザの発光点上の前記反射膜を残しつつ、前記分離部上の前記反射膜を除去する工程と、
前記分離部上の前記反射膜を除去した後に前記分離部を境にして前記複数の半導体レーザを個々に分離する工程とを備えることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
前記分離部上の前記反射膜をレーザダイサーで除去することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザの製造方法。
前記半導体基板にマークを形成する工程を更に備え、
前記マークを画像認識して前記レーザダイサーの位置合わせを行うことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザの製造方法。
前記分離部上の前記反射膜を除去する際に前記レーザダイサーにより前記分離部に劈開導入溝を形成し、
前記劈開導入溝に沿って前記半導体基板を劈開して前記複数の半導体レーザを個々に分離することを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体レーザの製造方法。
前記分離部上の前記反射膜を覆わずに前記発光点上の前記反射膜を覆うエッチングマスクを形成する工程を更に備え、
前記エッチングマスクを用いて前記反射膜を選択的にエッチングすることで前記分離部上の前記反射膜を除去することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザの製造方法。
前記半導体基板にマークを形成する工程を更に備え、
前記マークを画像認識して前記エッチングマスクの位置合わせを行うことを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザの製造方法。
前記反射膜は多層膜であり、前記分離部上の前記反射膜の１層以上を除去することを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体レーザの製造方法。
前記半導体基板を冶具にセットして前記反射膜を形成し、
前記半導体基板を前記冶具にセットしたままで、前記分離部上の前記反射膜を除去することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の半導体レーザの製造方法。