JP4878201B2

JP4878201B2 - Semiconductor laser device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4878201B2
Application number: JP2006116508A
Authority: JP
Inventors: 博史福田; 俊一松野; 義裕柿本
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-04-20
Also published as: JP2007288090A

Description

本発明は半導体レーザ素子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device and a manufacturing method thereof.

半導体レーザ素子では、通常、信頼性向上、超寿命化等のため、発光端面および対向する反対端面上に誘電体膜を形成する。発光端面の誘電体膜には、高輝度を得るために、低反射率であることが要求される。一方、反対端面の誘電体膜には、できる限りレーザ光を逃がさないために、高反射率であることが要求される。誘電体膜の剥離が生じると、所望の発光特性が得られないため、誘電体膜の剥離を防止することが重要となる。 In a semiconductor laser device, a dielectric film is usually formed on the light emitting end face and the opposite end face to improve reliability and extend the life. The dielectric film on the light emitting end face is required to have a low reflectance in order to obtain high luminance. On the other hand, the dielectric film on the opposite end surface is required to have a high reflectance so as not to let the laser light escape as much as possible. When the dielectric film is peeled off, desired light emission characteristics cannot be obtained. Therefore, it is important to prevent the dielectric film from being peeled off.

図７を用いて、従来の半導体レーザ素子の保護膜形成方法を説明する。図７（ａ）は、従来の半導体レーザ素子の誘電体膜形成工程における半導体レーザバーとスペーサ２の配列を模式的に示す断面図である。半導体レーザバーは半導体基板１、半導体基板１のＮ側電極面７およびＰ側電極面８上に各々形成されたＮ側電極１０およびＰ側電極１１からなる。また、図７（ａ）は、半導体基板１の発光端面３に誘電体膜５を形成する場合を示している。成膜用治具６に半導体レーザバーとこれより短尺のスペーサ２を、下端を揃え、交互に配列する。このため、半導体レーザバーがスペーサ２よりはみ出し、段差が形成される。発光端面３の上方からスパッタリング法、ＣＶＤ法等により、誘電体膜５を形成する。半導体レーザバーとスペーサ２との段差の分だけ、誘電体膜５が電極側へ回り込むため、誘電体膜の剥離を防止することができる。半導体レーザバーとスペーサ２を取り外し、成膜用治具６に再配列することにより、半導体基板１の反対端面４についても同様に誘電体膜５を形成する。図７（ｂ）は得られる半導体素子の断面図である。 A conventional method for forming a protective film of a semiconductor laser device will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a cross-sectional view schematically showing the arrangement of semiconductor laser bars and spacers 2 in a dielectric film forming step of a conventional semiconductor laser element. The semiconductor laser bar includes a semiconductor substrate 1, an N-side electrode 10 and a P-side electrode 11 formed on the N-side electrode surface 7 and the P-side electrode surface 8 of the semiconductor substrate 1, respectively. FIG. 7A shows a case where the dielectric film 5 is formed on the light emitting end face 3 of the semiconductor substrate 1. A semiconductor laser bar and a spacer 2 shorter than the semiconductor laser bar are arranged on the film-forming jig 6 with the lower ends aligned. For this reason, the semiconductor laser bar protrudes from the spacer 2 and a step is formed. A dielectric film 5 is formed from above the light emitting end face 3 by sputtering, CVD, or the like. Since the dielectric film 5 is turned to the electrode side by the level difference between the semiconductor laser bar and the spacer 2, it is possible to prevent the dielectric film from peeling off. By removing the semiconductor laser bar and the spacer 2 and rearranging them on the film forming jig 6, the dielectric film 5 is similarly formed on the opposite end surface 4 of the semiconductor substrate 1. FIG. 7B is a cross-sectional view of the obtained semiconductor element.

上述の従来方法の場合、スペーサ２を作製する必要がある。また、成膜用治具６にスペーサ２を配列するため、半導体レーザバーの搭載本数が減少し、生産性に劣るという問題もある。なお、スペーサを用いた方法は特許文献１、２等に開示されている。 In the case of the conventional method described above, it is necessary to produce the spacer 2. In addition, since the spacers 2 are arranged on the film-forming jig 6, the number of semiconductor laser bars to be mounted is reduced, resulting in poor productivity. A method using a spacer is disclosed in Patent Documents 1 and 2 and the like.

スペーサを用いない方法として、半導体基板の電極面自体に段差を形成した後、誘電体膜５を成膜する方法が提案されている（特許文献３参照）。図８（ａ）に示すように、Ｎ側電極面７に形成された段差の分だけ、誘電体膜５が電極面へ回り込むため、誘電体膜の剥離を防止することができる。この場合、成膜用治具（不図示）に対して、半導体レーザバーのみを配列すればよいため、スペーサ２は不要となる。発光端面３に備えられた発光部はＰ側電極面８に近接しているため、Ｎ側電極面７のみに段差を形成する。図８（ｂ）は得られる半導体素子の断面図である。
特開平１１−３１７５６５号公報特開２００１−９４１９４号公報特開平１０−１２５９９４号公報 As a method not using a spacer, a method of forming a dielectric film 5 after forming a step on the electrode surface itself of the semiconductor substrate has been proposed (see Patent Document 3). As shown in FIG. 8A, since the dielectric film 5 wraps around the electrode surface by the level difference formed on the N-side electrode surface 7, peeling of the dielectric film can be prevented. In this case, since only the semiconductor laser bar has to be arranged with respect to the film forming jig (not shown), the spacer 2 becomes unnecessary. Since the light emitting portion provided on the light emitting end surface 3 is close to the P-side electrode surface 8, a step is formed only on the N-side electrode surface 7. FIG. 8B is a cross-sectional view of the obtained semiconductor element.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-317565 JP 2001-94194 A JP-A-10-125994

しかしながら、特許文献３に記載の半導体レーザ素子の場合、図８に示す半導体基板１が極めて薄く、かつ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ等の脆性材料からなるため、エッチング加工を施した半導体基板１の段差部分に応力が集中し、割れ、欠け等が発生しやすいという問題があった。特に、誘電体膜５を形成した後、半導体レーザバーを個々のチップごとに分離する際のスクライブ作業やブレーキング作業において、割れ、欠け等が発生しやすい。 However, in the case of the semiconductor laser element described in Patent Document 3, since the semiconductor substrate 1 shown in FIG. 8 is extremely thin and made of a brittle material such as GaAs, InP, or GaN, the level difference of the etched semiconductor substrate 1 There was a problem that stress was concentrated on the portion, and cracking, chipping and the like were likely to occur. In particular, after the dielectric film 5 is formed, cracking, chipping, etc. are likely to occur in the scribing work or breaking work when the semiconductor laser bar is separated into individual chips.

本発明にかかる半導体レーザ素子は、半導体基板と、前記半導体基板の内部に形成された活性層と、前記半導体基板の相対向する２つの電極面上に形成された電極と、前記半導体基板の発光端面上に形成された誘電体膜とを備えた半導体レーザ素子であって、前記半導体基板の前記活性層から遠い方の電極面は全体に平坦であり、前記誘電体膜を形成する際、前記誘電体膜の電極面側への回り込み長を制限する構造が前記電極面上に形成されたものである。 A semiconductor laser device according to the present invention includes a semiconductor substrate, an active layer formed inside the semiconductor substrate, electrodes formed on two opposing electrode surfaces of the semiconductor substrate, and light emission of the semiconductor substrate. A semiconductor laser device comprising a dielectric film formed on an end surface, wherein an electrode surface far from the active layer of the semiconductor substrate is flat as a whole, and when forming the dielectric film, A structure for limiting the wraparound length of the dielectric film toward the electrode surface is formed on the electrode surface.

本発明にかかる半導体レーザ素子の製造方法は、内部に活性層が形成された半導体基板の両電極面上に電極を形成し、少なくとも一方の前記電極が、半導体レーザバーへ分離するラインに沿って、帯状にエッチングされるように、前記電極上にフォトレジストマスクを形成して、当該電極をエッチングし、前記半導体レーザバーごとに分離し、前記半導体レーザバーを配列して、発光端面または対向する端面上から誘電体膜を形成するものである。 The method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention includes forming electrodes on both electrode surfaces of a semiconductor substrate having an active layer formed therein, and at least one of the electrodes along a line separating into semiconductor laser bars. A photoresist mask is formed on the electrode so as to be etched in a band shape, the electrode is etched, separated into the semiconductor laser bars, the semiconductor laser bars are arranged, and the light emitting end face or the opposite end face is viewed from above A dielectric film is formed.

本発明にかかる他の半導体レーザ素子の製造方法は、内部に活性層が形成された半導体基板の両電極面上に電極を形成し、少なくとも一方の前記電極上に誘電体膜ストッパ用膜を形成し、半導体レーザバーごとに分離するラインの両側に誘電体膜ストッパが形成されるように、前記誘電体膜ストッパ用膜上にフォトレジストマスクを形成し、当該誘電体膜ストッパ用膜をエッチングし、前記半導体レーザバーごとに分離し、前記半導体レーザバーを配列して、発光端面または対向する端面上から誘電体膜を形成するものである。 In another method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, electrodes are formed on both electrode surfaces of a semiconductor substrate having an active layer formed therein, and a dielectric film stopper film is formed on at least one of the electrodes. Then, a photoresist mask is formed on the dielectric film stopper film so that dielectric film stoppers are formed on both sides of the line separated for each semiconductor laser bar, and the dielectric film stopper film is etched. The semiconductor laser bars are separated for each other, and the semiconductor laser bars are arranged to form a dielectric film from the light emitting end face or the opposite end face.

本発明により、半導体レーザ素子の発光端面や反対端面上に形成される誘電体膜の剥離を防止でき、かつ、生産性に優れる半導体レーザ素子およびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor laser element that can prevent peeling of a dielectric film formed on the light emitting end face or the opposite end face of the semiconductor laser element, and is excellent in productivity, and a method for manufacturing the same.

以下に、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、省略および簡略化されている。 Embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, in order to clarify the explanation, the following description and drawings are omitted and simplified as appropriate.

実施の形態１
以下に、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本実施の形態１にかかる半導体レーザ素子の誘電体膜形成工程において半導体レーザバーを配列し、発光端面３上に誘電体膜５を形成した様子を模式的に示した断面図である。また、図２（ａ）は得られる半導体素子のＮ側電極面側から見た平面図、（ｂ）はその断面図である。 Embodiment 1
Embodiment 1 of the present invention will be described below. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a state in which semiconductor laser bars are arranged and a dielectric film 5 is formed on the light emitting end face 3 in the dielectric film forming step of the semiconductor laser device according to the first embodiment. . 2A is a plan view of the obtained semiconductor element as viewed from the N-side electrode surface side, and FIG. 2B is a cross-sectional view thereof.

図２に示すように、本実施の形態１にかかる半導体レーザ素子に供する半導体レーザバーは、半導体基板１、誘電体膜５、Ｎ側電極１０、Ｐ側電極１１を備える。半導体レーザバーは、最終的に分離され、半導体レーザ素子となる。 As shown in FIG. 2, the semiconductor laser bar provided for the semiconductor laser device according to the first embodiment includes a semiconductor substrate 1, a dielectric film 5, an N-side electrode 10, and a P-side electrode 11. The semiconductor laser bar is finally separated and becomes a semiconductor laser element.

半導体基板１は半導体レーザバーの本体であり、一般的に、最終的に分離される半導体レーザ素子ごとに発光端面３から反対端面４に至る活性層を有する。半導体レーザの効率は、この活性層とその周囲を囲む半導体層との構造により決定される。この構造としては、ホモ接合構造、単一へテロ構造、二重へテロ構造、埋め込み型へテロ構造等が考えられるが、本発明はどのような構造にも適用することができる。また、レーザ波長により、半導体基板１を構成する材料も異なるが、本発明はどのような材料にも適用することができる。半導体基板１の大部分を構成する半導体層としては、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮを挙げることができる。 The semiconductor substrate 1 is a main body of the semiconductor laser bar, and generally has an active layer extending from the light emitting end face 3 to the opposite end face 4 for each semiconductor laser element to be finally separated. The efficiency of the semiconductor laser is determined by the structure of this active layer and the surrounding semiconductor layer. As this structure, a homojunction structure, a single heterostructure, a double heterostructure, an embedded heterostructure, and the like can be considered, but the present invention can be applied to any structure. Moreover, although the material which comprises the semiconductor substrate 1 changes with laser wavelengths, this invention is applicable to what kind of material. Examples of the semiconductor layer constituting most of the semiconductor substrate 1 include GaAs, InP, and GaN.

誘電体膜５は、発光端面３および反対端面４上に形成されている。誘電体膜５としては、金属酸化物、金属窒化物等が考えられる。誘電体膜５としては、Ａｌ_２Ｏ_３膜、ＳｉＯ_２膜、Ｓｉ_３Ｎ_４膜を挙げることができる。誘電体膜５に要求される反射率は、材料、厚さ、多層化等により、制御することができる。 The dielectric film 5 is formed on the light emitting end face 3 and the opposite end face 4. As the dielectric film 5, a metal oxide, a metal nitride or the like can be considered. Examples of the dielectric film 5 include an Al ₂ O ₃ film, a SiO ₂ film, and a Si ₃ N ₄ film. The reflectance required for the dielectric film 5 can be controlled by the material, thickness, multilayering, and the like.

Ｎ側電極１０は、半導体基板１のＮ側電極面７上に形成されている。ここで、Ｎ側電極１０は、Ｎ側電極面７上の半導体基板１の発光端面３側および反対端面４側の両端近傍において形成されていない。すなわち、Ｎ側電極面７が露出している。このため、誘電体膜５を形成する工程において、誘電体膜５が回り込むための段差が得られる。なお、誘電体膜５が回り込むための段差が得られれば、Ｎ側電極面７が露出する必要はない。換言すれば、発光端面および反対端面近傍に、Ｎ側電極１０が他の領域より薄いことにより形成される段差を有すればよい。また、段差を一方の端面側のみに形成してもよい。 The N-side electrode 10 is formed on the N-side electrode surface 7 of the semiconductor substrate 1. Here, the N-side electrode 10 is not formed in the vicinity of both ends of the semiconductor substrate 1 on the N-side electrode surface 7 on the light emitting end surface 3 side and the opposite end surface 4 side. That is, the N-side electrode surface 7 is exposed. For this reason, in the step of forming the dielectric film 5, a step for allowing the dielectric film 5 to wrap around is obtained. In addition, if the level | step difference for the dielectric film 5 to wrap around is obtained, the N side electrode surface 7 does not need to be exposed. In other words, it is only necessary to have a step formed by the N-side electrode 10 being thinner than other regions in the vicinity of the light emitting end face and the opposite end face. Further, the step may be formed only on one end face side.

Ｎ側電極１０を形成しない部分の発光端面３および反対端面４からの寸法すなわち誘電体膜５の回り込み長は、５μｍ以上が好ましい。５μｍ未満では、誘電体膜５が十分に回り込むことができず、剥離しやすくなるためである。一方、この寸法が大きくなるほど、電極の電気特性が低下する。そのため、この寸法は５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましい。なお、この距離は一定である必要はない。 The dimension from the light emitting end face 3 and the opposite end face 4 where the N-side electrode 10 is not formed, that is, the wraparound length of the dielectric film 5, is preferably 5 μm or more. If the thickness is less than 5 μm, the dielectric film 5 cannot sufficiently wrap around and is easily peeled off. On the other hand, the larger this dimension, the lower the electrical characteristics of the electrode. Therefore, this dimension is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. Note that this distance need not be constant.

また、Ｎ側電極１０の厚さは５μｍ以上が好ましい。５μｍ未満では、誘電体膜５が回り込むために十分な段差が得られないからである。一方、Ｎ側電極１０が厚いほど、Ｎ側電極１０の成膜時間を要する。また、誘電体膜５の成膜用治具への半導体基板１の搭載本数が減少する。すなわち、Ｎ側電極１０が厚いほど生産性に劣るため、Ｎ側電極１０の厚さは５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましい。Ｎ側電極１０としては、厚さ１０μｍのＡｕＧｅ−Ａｕを挙げることができる。 Further, the thickness of the N-side electrode 10 is preferably 5 μm or more. This is because if the thickness is less than 5 μm, a sufficient step cannot be obtained because the dielectric film 5 wraps around. On the other hand, the thicker the N-side electrode 10, the longer it takes to form the N-side electrode 10. Also, the number of semiconductor substrates 1 mounted on the dielectric film 5 forming jig is reduced. That is, the thicker the N-side electrode 10 is, the lower the productivity is. Therefore, the thickness of the N-side electrode 10 is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. An example of the N-side electrode 10 is AuGe—Au having a thickness of 10 μm.

Ｐ側電極１１は、半導体基板１のＰ側電極面８上に形成されている。Ｐ側電極１０としては、厚さ５μｍのＣｒ−Ａｕを挙げることができる。なお、本実施の形態１では、活性層がＰ側電極面に近いため、活性層からより離れたＮ側電極面７側のみに、誘電体膜５が回り込むための段差が形成されている。しかし、活性層と両電極面の位置関係によっては、反対に、Ｐ側電極面８側のみに段差を形成してもよく、Ｎ側電極面７側およびＰ側電極面８側の両方に段差を形成してもよい。 The P-side electrode 11 is formed on the P-side electrode surface 8 of the semiconductor substrate 1. An example of the P-side electrode 10 is Cr—Au having a thickness of 5 μm. In the first embodiment, since the active layer is close to the P-side electrode surface, a step for allowing the dielectric film 5 to wrap around is formed only on the N-side electrode surface 7 side farther from the active layer. However, depending on the positional relationship between the active layer and both electrode surfaces, on the contrary, a step may be formed only on the P-side electrode surface 8 side, and a step on both the N-side electrode surface 7 side and the P-side electrode surface 8 side. May be formed.

次に、図３を用いて、本実施の形態１にかかる半導体レーザ素子に供する半導体レーザバーの製造工程を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、半導体レーザ素子としての基本的構成が形成された半導体基板１のＮ側電極面７上にＮ側電極１０を、Ｐ側電極面８上にＰ側電極１１を、真空蒸着法、スパッタリング法等により形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、半導体レーザバーへ分離するラインに沿って、Ｎ側電極１０が帯状にエッチングされるように、Ｎ側電極１０上にフォトレジストマスク９を形成する。続いて、図３（ｃ）に示すように、Ｎ側電極１０をドライエッチング等によりエッチングする。その後、図３（ｄ）に示すように、フォトレジストマスク９を除去する。最後に、図３（ｅ）に示すように、半導体基板１ごとに分離する。 Next, a manufacturing process of a semiconductor laser bar used for the semiconductor laser element according to the first embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3A, an N-side electrode 10 is formed on an N-side electrode surface 7 of a semiconductor substrate 1 on which a basic structure as a semiconductor laser element is formed, and a P-side is formed on a P-side electrode surface 8. The electrode 11 is formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like. Next, as shown in FIG. 3B, a photoresist mask 9 is formed on the N-side electrode 10 so that the N-side electrode 10 is etched in a strip shape along a line separating into semiconductor laser bars. Subsequently, as shown in FIG. 3C, the N-side electrode 10 is etched by dry etching or the like. Thereafter, as shown in FIG. 3D, the photoresist mask 9 is removed. Finally, as shown in FIG. 3E, the semiconductor substrate 1 is separated.

上記工程により得られた半導体レーザバーを図１に示すように配列し、発光端面３および反対端面４上に誘電体膜５を、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により、順次形成する。最終的に、半導体レーザ素子は、誘電体膜５が形成された半導体レーザバーをチップごとに分離することにより得られる。 The semiconductor laser bars obtained by the above steps are arranged as shown in FIG. 1, and a dielectric film 5 is sequentially formed on the light emitting end face 3 and the opposite end face 4 by vacuum deposition, sputtering, CVD, or the like. Finally, the semiconductor laser element is obtained by separating the semiconductor laser bar on which the dielectric film 5 is formed for each chip.

本実施の形態１では、Ｎ側電極１０が、半導体基板１の発光端面３および反対端面４近傍には形成されていないため、誘電体膜５が回り込むための段差が得られる。このため、半導体レーザ素子の発光端面や反対端面上に形成される誘電体膜の剥離を防止できる。また、特許文献３に記載の半導体レーザ素子の場合、図８に示す半導体基板１の段差部分に応力が集中し、割れ、欠け等が発生しやすいという問題があったのに対し、本発明にかかる半導体レーザ素子の場合、半導体基板１自体には段差を形成していないため、そのような問題も生じない。このため、本実施の形態１にかかる半導体レーザ素子は、生産性にも優れる。 In the first embodiment, since the N-side electrode 10 is not formed in the vicinity of the light emitting end face 3 and the opposite end face 4 of the semiconductor substrate 1, a step for allowing the dielectric film 5 to go around is obtained. For this reason, peeling of the dielectric film formed on the light emitting end face or the opposite end face of the semiconductor laser element can be prevented. In addition, in the case of the semiconductor laser element described in Patent Document 3, there is a problem that stress is concentrated on the step portion of the semiconductor substrate 1 shown in FIG. In the case of such a semiconductor laser element, since no step is formed in the semiconductor substrate 1 itself, such a problem does not occur. For this reason, the semiconductor laser device according to the first embodiment is also excellent in productivity.

実施の形態２
以下に、本発明の実施の形態２について説明する。図４は、本実施の形態２にかかる半導体レーザ素子の誘電体膜形成工程において半導体レーザバーを配列し、発光端面３上に誘電体膜５を形成した様子を模式的に示した断面図である。また、図５（ａ）は得られる半導体素子のＮ側電極面側から見た平面図、（ｂ）はその断面図である。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。実施の形態１との相違点は、Ｎ側電極１０がＮ側電極面７上全体に形成されている点およびＮ側電極１０上に誘電体膜ストッパ１２を備える点である。誘電体膜ストッパ１２は、誘電体膜を形成した後も除去しない。すなわち、半導体レーザ素子上に残留し、一体化されている。 Embodiment 2
The second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the semiconductor laser bars are arranged and the dielectric film 5 is formed on the light emitting end face 3 in the dielectric film forming step of the semiconductor laser device according to the second embodiment. . FIG. 5A is a plan view seen from the N-side electrode surface side of the obtained semiconductor element, and FIG. 5B is a cross-sectional view thereof. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The difference from the first embodiment is that the N-side electrode 10 is formed on the entire N-side electrode surface 7 and that a dielectric film stopper 12 is provided on the N-side electrode 10. The dielectric film stopper 12 is not removed even after the dielectric film is formed. That is, it remains on the semiconductor laser element and is integrated.

誘電体膜ストッパ１２は、半導体基板１の発光端面３および反対端面４から離間して、Ｎ側電極１０上に形成されている。このため、誘電体膜５が回り込むための段差が得られる。なお、誘電体膜ストッパ１２を一方の端面側のみに形成してもよい。また、本実施の形態２では、活性層がＰ側電極面に近いため、活性層からより離れたＮ側電極面７側のみに、誘電体膜５が回り込むための誘電体膜ストッパ１２が形成されている。しかし、活性層と両電極面の位置関係によっては、反対に、Ｐ側電極面８側のみに誘電体膜ストッパ１２を形成してもよく、Ｎ側電極面７側およびＰ側電極面８側の両方に誘電体膜ストッパ１２を形成してもよい。 The dielectric film stopper 12 is formed on the N-side electrode 10 so as to be separated from the light emitting end surface 3 and the opposite end surface 4 of the semiconductor substrate 1. For this reason, the level | step difference for the dielectric film 5 to wrap around is obtained. The dielectric film stopper 12 may be formed only on one end face side. In the second embodiment, since the active layer is close to the P-side electrode surface, the dielectric film stopper 12 for the dielectric film 5 to wrap around only on the N-side electrode surface 7 side farther from the active layer is formed. Has been. However, depending on the positional relationship between the active layer and both electrode surfaces, on the contrary, the dielectric film stopper 12 may be formed only on the P-side electrode surface 8 side, and the N-side electrode surface 7 side and the P-side electrode surface 8 side. The dielectric film stopper 12 may be formed on both.

発光端面３または反対端面４から近接する誘電体膜ストッパ１２までの距離すわなち誘電体膜５の回り込み長は、５μｍ以上が好ましい。５μｍ未満では、誘電体膜５が十分に回り込むことができず、剥離しやすくなるためである。一方、この寸法が大きくなるほど、電極の電気特性が低下する。そのため、この寸法は５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましい。なお、この距離は一定である必要はない。 The distance from the light emitting end face 3 or the opposite end face 4 to the adjacent dielectric film stopper 12, that is, the wraparound length of the dielectric film 5, is preferably 5 μm or more. If the thickness is less than 5 μm, the dielectric film 5 cannot sufficiently wrap around and is easily peeled off. On the other hand, the larger this dimension, the lower the electrical characteristics of the electrode. Therefore, this dimension is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. Note that this distance need not be constant.

また、誘電体膜ストッパ１２の厚さすなわちＮ側電極１０からの高さは５μｍ以上が好ましい。５μｍ未満では、誘電体膜５が回り込むために十分な段差が得られないからである。一方、誘電体膜ストッパ１２が厚いほど、誘電体膜５の成膜用治具への半導体基板１の搭載本数が減少し、生産性に劣る。そのため、誘電体膜ストッパ１２の厚さは５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましい。 The thickness of the dielectric film stopper 12, that is, the height from the N-side electrode 10 is preferably 5 μm or more. This is because if the thickness is less than 5 μm, a sufficient step cannot be obtained because the dielectric film 5 wraps around. On the other hand, as the dielectric film stopper 12 is thicker, the number of semiconductor substrates 1 mounted on the jig for forming the dielectric film 5 is reduced, resulting in poor productivity. Therefore, the thickness of the dielectric film stopper 12 is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less.

さらに、誘電体膜ストッパ１２の幅は、強度の観点から５μｍ以上が好ましい。一方、Ｎ側電極１０の電気特性を確保するため、３０μｍ以下が好ましい。なお、この幅は一定である必要はない。 Furthermore, the width of the dielectric film stopper 12 is preferably 5 μm or more from the viewpoint of strength. On the other hand, in order to ensure the electrical characteristics of the N-side electrode 10, it is preferably 30 μm or less. Note that this width need not be constant.

誘電体膜ストッパ１２としては、金属酸化物、金属窒化物等の絶縁体が考えられるが、Ｎ側電極１０と化学反応しない物質であれば、特に、絶縁体に限定されない。例えば、Ｎ側電極１０がＡｕである場合、Ｐｔを用いることもできる。 The dielectric film stopper 12 may be an insulator such as a metal oxide or a metal nitride, but is not limited to an insulator as long as it does not chemically react with the N-side electrode 10. For example, when the N-side electrode 10 is Au, Pt can also be used.

次に、図６を用いて、本実施の形態２にかかる半導体レーザ素子に供する半導体基板１の製造工程を説明する。まず、図６（ａ）に示すように、半導体レーザ素子としての基本的構成が形成された半導体基板１のＮ側電極面７上にＮ側電極１０を、Ｐ側電極面８上にＰ側電極１１を、真空蒸着法、スパッタリング法等により形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、ストッパ用膜１３を形成する。さらに、図６（ｃ）に示すように、ストッパ用膜１３上にフォトレジストマスク９を形成する。続いて、図６（ｄ）に示すように、ストッパ用膜１３をドライエッチング等によりエッチングし、誘電体膜ストッパ１２を形成する。その後、図６（ｅ）に示すように、フォトレジストマスク９を除去する。最後に、図６（ｆ）に示すように、半導体レーザバーごとに分離する。 Next, the manufacturing process of the semiconductor substrate 1 used for the semiconductor laser device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 6A, the N-side electrode 10 is formed on the N-side electrode surface 7 of the semiconductor substrate 1 on which the basic structure as a semiconductor laser element is formed, and the P-side is formed on the P-side electrode surface 8. The electrode 11 is formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like. Next, as shown in FIG. 6B, a stopper film 13 is formed. Further, as shown in FIG. 6C, a photoresist mask 9 is formed on the stopper film 13. Subsequently, as shown in FIG. 6D, the stopper film 13 is etched by dry etching or the like to form the dielectric film stopper 12. Thereafter, as shown in FIG. 6E, the photoresist mask 9 is removed. Finally, as shown in FIG. 6F, the semiconductor laser bars are separated.

上記工程により得られた半導体レーザバーを図４に示すように配列し、発光端面３および反対端面４上に誘電体膜５を、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により、順次形成する。最終的に、半導体レーザ素子は、誘電体膜５が形成された半導体レーザバーをチップごとに分離することにより得られる。 The semiconductor laser bars obtained by the above steps are arranged as shown in FIG. 4, and a dielectric film 5 is sequentially formed on the light emitting end face 3 and the opposite end face 4 by a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method or the like. Finally, the semiconductor laser element is obtained by separating the semiconductor laser bar on which the dielectric film 5 is formed for each chip.

本実施の形態２では、Ｎ側電極１０上に誘電体膜ストッパ１２が形成されているため、誘電体膜５が回り込むための段差が得られる。このため、半導体レーザ素子の発光端面や反対端面上に形成される誘電体膜の剥離を防止できる。また、特許文献３に記載の半導体レーザ素子の場合、図８に示す半導体基板１の段差部分に応力が集中し、割れ、欠け等が発生しやすいという問題があったのに対し、本発明にかかる半導体レーザ素子の場合、半導体基板１自体には段差を形成していないため、そのような問題も生じない。さらに、本実施の形態２の場合、Ｎ側電極面７全面がＮ側電極１０で覆われているため、半導体基板１を保護し、割れ、欠け等を防止することができる。このため、本実施の形態２にかかる半導体レーザ素子は、生産性にも優れる。 In the second embodiment, since the dielectric film stopper 12 is formed on the N-side electrode 10, a step for allowing the dielectric film 5 to go around is obtained. For this reason, peeling of the dielectric film formed on the light emitting end face or the opposite end face of the semiconductor laser element can be prevented. In addition, in the case of the semiconductor laser element described in Patent Document 3, there is a problem that stress is concentrated on the step portion of the semiconductor substrate 1 shown in FIG. In the case of such a semiconductor laser element, since no step is formed in the semiconductor substrate 1 itself, such a problem does not occur. Furthermore, in the case of the second embodiment, since the entire surface of the N-side electrode surface 7 is covered with the N-side electrode 10, the semiconductor substrate 1 can be protected and cracks, chips, etc. can be prevented. For this reason, the semiconductor laser device according to the second embodiment is also excellent in productivity.

本発明の実施の形態１にかかる半導体レーザ素子の誘電体膜形成工程における半導体レーザバーの配列を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the arrangement | sequence of the semiconductor laser bar in the dielectric material film formation process of the semiconductor laser element concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる半導体レーザ素子を示す図である。It is a figure which shows the semiconductor laser element concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる半導体レーザ素子に供する半導体レーザバーの製造工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manufacturing process of the semiconductor laser bar | burr used for the semiconductor laser element concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかる半導体レーザ素子の誘電体膜形成工程における半導体レーザバーの配列を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the arrangement | sequence of the semiconductor laser bar in the dielectric material film formation process of the semiconductor laser element concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかる半導体レーザ素子を示す図である。It is a figure which shows the semiconductor laser element concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかる半導体レーザ素子に供する半導体レーザバーの製造工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manufacturing process of the semiconductor laser bar | burr used for the semiconductor laser element concerning Embodiment 2 of this invention. 従来の半導体レーザ素子の誘電体膜形成工程における半導体レーザバーとスペーサの配列および得られる半導体素子を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the arrangement | sequence of the semiconductor laser bar and spacer in the dielectric film formation process of the conventional semiconductor laser element, and the semiconductor device obtained. 特許文献３に記載の半導体レーザ素子の誘電体膜形成工程における半導体レーザバーの配列および得られる半導体素子を模式的に示す断面図である。10 is a cross-sectional view schematically showing the arrangement of semiconductor laser bars and the obtained semiconductor element in the dielectric film forming step of the semiconductor laser element described in Patent Document 3. FIG.

Explanation of symbols

１半導体基板
２スペーサ
３発光端面
４反対端面
５誘電体膜
６成膜用治具
７Ｎ側電極面
８Ｐ側電極面
９フォトレジストマスク
１０Ｎ側電極
１１Ｐ側電極
１２誘電体膜ストッパ
１３ストッパ用膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Spacer 3 Light emission end surface 4 Opposite end surface 5 Dielectric film 6 Jig for film formation 7 N side electrode surface 8 P side electrode surface 9 Photoresist mask 10 N side electrode 11 P side electrode 12 Dielectric film stopper 13 Stopper Membrane

Claims

A semiconductor substrate;
An active layer formed inside the semiconductor substrate;
Electrodes formed on two opposing electrode surfaces of the semiconductor substrate;
A dielectric film formed on the light emitting end face of the semiconductor substrate, and a semiconductor laser device comprising:
The electrode surface far from the active layer of the semiconductor substrate is entirely flat,
A dielectric film stopper formed at least on the light emitting end face side on the electrode and spaced from the light emitting end face;
The dielectric film stopper is formed only on the electrode far from the active layer,
A semiconductor laser device, wherein the dielectric film is continuously formed from the light emitting end face on the electrode extending from the light emitting end face to the dielectric film stopper.

2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the dielectric film stopper has a thickness of 5 to 50 [mu] m.

3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the dielectric film stopper has a width of 5 to 30 [mu] m.

The dielectric film stopper, the semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is also formed on the end face side opposite to the light-emitting end face on the electrode.

The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 4, wherein the length of the dielectric film stopper of the light-emitting end face side to said light emitting end surface is 5 to 50 [mu] m.

The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 5, the length of the dielectric film stopper of the light-emitting end face side to the light emitting end face, characterized in that a constant.

The length from the dielectric film stopper on the light emitting end face side to the light emitting end face and the length from the dielectric film stopper on the end face side facing the light emitting end face to the end face are 5 to 50 μm. Item 5. The semiconductor laser device according to Item 4 .

Claim 4, characterized in that the dielectric film stopper end face opposed to the length and the light emitting end surface to the emission end surface of a dielectric film stopper of the light-emitting end face side is a length of up to the end face is constant Or a semiconductor laser device according to 7 ;

Forming electrodes on both electrode surfaces of a semiconductor substrate having an active layer formed therein;
Forming a dielectric film stopper film only on the electrode far from the active layer ,
Etching the dielectric film stopper film by forming a photoresist mask on the dielectric film stopper film so that a dielectric film stopper is formed on both sides of the line separating each semiconductor laser bar,
Separate for each semiconductor laser bar,
Arranging the semiconductor laser bars;
By forming the dielectric film from the light-emitting end face or opposite end surface, the semiconductor laser Wrapping the dielectric film, to a predetermined length the electrode surface to the dielectric film stopper formed on the electrode Device manufacturing method.