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JP2013149845A - Semiconductor wafer, method for manufacturing semiconductor wafer, semiconductor light emitting element, and method of manufacturing semiconductor light emitting element - Google Patents

Semiconductor wafer, method for manufacturing semiconductor wafer, semiconductor light emitting element, and method of manufacturing semiconductor light emitting element Download PDF

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JP2013149845A
JP2013149845A JP2012010186A JP2012010186A JP2013149845A JP 2013149845 A JP2013149845 A JP 2013149845A JP 2012010186 A JP2012010186 A JP 2012010186A JP 2012010186 A JP2012010186 A JP 2012010186A JP 2013149845 A JP2013149845 A JP 2013149845A
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JP
Japan
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chip
layer
semiconductor
semiconductor wafer
chips
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012010186A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Hasegawa
英明 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Publication of JP2013149845A publication Critical patent/JP2013149845A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor wafer which suppresses variations in a thickness of a metal layer formed by an electroplating method between chips, and can improve a manufacturing yield of a semiconductor light emitting element.SOLUTION: A semiconductor wafer 10 has a number of chips 12 for a ridge type semiconductor light emitting element formed therein. The chip 12 has a semiconductor laminated structure formed on a substrate, two trench grooves 14 and 16 extending in a Y direction from the surface side of the semiconductor laminated structure, a ridge portion 18 formed between the two trench grooves 14 and 16, an electrode which is formed on the ridge portion 18 and is independent for each chip, and a metal layer formed on the electrode by electroplating. Each of the chips 12 are formed side by side with chips adjacent in an X direction, are formed so that the chips 12 and chips adjacent in the Y direction are shifted in the X direction, and the trench grooves of each of the chips 12 and the trench grooves of the chips adjacent to the chips in the Y direction are separated from each other.

Description

本発明は、複数個の、リッジ型半導体発光素子用のチップが形成されている半導体ウエハ、該半導体ウエハの製造方法、該半導体ウエハから製造された半導体発光素子および該半導体発光素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor wafer on which a plurality of ridge-type semiconductor light emitting device chips are formed, a method for manufacturing the semiconductor wafer, a semiconductor light emitting device manufactured from the semiconductor wafer, and a method for manufacturing the semiconductor light emitting device. .

従来、リッジ型半導体発光素子として、例えば、所定方向に延びるリッジ導波路を有する半導体レーザ素子が知られている。例えば特許文献1には、2本のトレンチ溝と、この2本のトレンチ溝の間に形成されているストライプ状のリッジ導波路を有する半導体素子が記載されている。   Conventionally, as a ridge type semiconductor light emitting element, for example, a semiconductor laser element having a ridge waveguide extending in a predetermined direction is known. For example, Patent Document 1 describes a semiconductor element having two trench grooves and a striped ridge waveguide formed between the two trench grooves.

このような半導体レーザ素子は、通常の半導体素子と同様に、半導体ウエハ上にチップとして形成される。まず円形の基板上に、半導体レーザ素子用の多数のチップがマトリクス状に配置された半導体ウエハを作製し、この半導体ウエハをチップへ分割し、その後端面処理を施すことにより半導体レーザ素子が作製される。図16にこのような半導体ウエハ60の模式的な上面図を示す。また、図17には半導体ウエハ60上に形成されたチップ62の模式的概略図を示す。図16に示すように、半導体ウエハ60には多数のチップ62がマトリクス状に配置されている。個々のチップ62には、図17に示すように、2本のトレンチ溝64および66と、このトレンチ溝64および66に挟まれたリッジ導波路68と、トレンチ溝64および66の外側で溝が形成されていないサポート部70が設けられている。   Such a semiconductor laser device is formed as a chip on a semiconductor wafer in the same manner as a normal semiconductor device. First, a semiconductor wafer in which a large number of chips for a semiconductor laser element are arranged in a matrix on a circular substrate is manufactured, the semiconductor wafer is divided into chips, and then a semiconductor laser element is manufactured by performing end face processing. The FIG. 16 shows a schematic top view of such a semiconductor wafer 60. FIG. 17 shows a schematic diagram of the chip 62 formed on the semiconductor wafer 60. As shown in FIG. 16, a large number of chips 62 are arranged in a matrix on a semiconductor wafer 60. As shown in FIG. 17, each chip 62 has two trench grooves 64 and 66, a ridge waveguide 68 sandwiched between the trench grooves 64 and 66, and a groove outside the trench grooves 64 and 66. A support portion 70 that is not formed is provided.

このような従来の半導体レーザ素子用の半導体ウエハ60は、たとえば、次のようなプロセスにより製造される。まず、有機金属気相成長(MOCVD)法などを用いて、半導体基板上に、n側半導体基板、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層およびコンタクト層をこの順番でエピタキシャル成長により積層する。そして、この半導体積層構造のストライプ状の領域(リッジ導波路68となる部分)の両側にある所定部分をエッチング除去することによりトレンチ溝64および66を形成する。また、このトレンチ溝64および66を形成することにより、このトレンチ溝64および66に挟まれたストライプ状の凸部であるリッジ導波路68が形成され、さらにトレンチ溝64および66の外側に、リッジ導波路68と略等しい高さのサポート部70が形成される。通常トレンチ溝64および66、リッジ導波路68およびサポート部70は、図17におけるY方向へ、多数のチップを跨って連続して形成される。つぎに、蒸着法などにより、リッジ導波路68のコンタクト層上にp側電極を形成する。さらに電解メッキ法を用いて、p側電極上に金属層、例えばAuメッキ層を形成する。このような金属層は、例えばp側電極の上に形成され、電極パッドとして機能する。その後n型半導体基板の裏面上にn側電極を形成する。   Such a conventional semiconductor wafer 60 for a semiconductor laser device is manufactured, for example, by the following process. First, an n-side semiconductor substrate, a lower clad layer, an active layer, an upper clad layer, and a contact layer are laminated in this order by epitaxial growth on a semiconductor substrate using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method or the like. Then, trench grooves 64 and 66 are formed by etching and removing predetermined portions on both sides of the stripe-shaped region (portion to become the ridge waveguide 68) of the semiconductor laminated structure. Further, by forming the trench grooves 64 and 66, a ridge waveguide 68 which is a striped convex portion sandwiched between the trench grooves 64 and 66 is formed, and further, a ridge is formed outside the trench grooves 64 and 66. A support portion 70 having a height substantially equal to that of the waveguide 68 is formed. Normally, the trench grooves 64 and 66, the ridge waveguide 68, and the support portion 70 are continuously formed across many chips in the Y direction in FIG. Next, a p-side electrode is formed on the contact layer of the ridge waveguide 68 by vapor deposition or the like. Further, a metal layer, for example, an Au plating layer is formed on the p-side electrode by using an electrolytic plating method. Such a metal layer is formed on the p-side electrode, for example, and functions as an electrode pad. Thereafter, an n-side electrode is formed on the back surface of the n-type semiconductor substrate.

つぎに、この半導体ウエハ60を、リッジ導波路68が延びる方向と直交する方向に沿って、劈開する。すなわち、多数の半導体レーザ素子用のチップ62がマトリクス状に配置された半導体ウエハ60をバー状に分割し、チップ62部が横一列に配列された構造体を生成する。この後、このバー状の構造体を分割して、個々のチップ62へ分割する。その後、各チップ62の端面へ反射膜を形成して、半導体レーザ素子を形成する。   Next, the semiconductor wafer 60 is cleaved along a direction orthogonal to the direction in which the ridge waveguide 68 extends. That is, the semiconductor wafer 60 in which a large number of semiconductor laser device chips 62 are arranged in a matrix is divided into bars, and a structure in which the chips 62 are arranged in a horizontal row is generated. Thereafter, the bar-like structure is divided and divided into individual chips 62. Thereafter, a reflective film is formed on the end face of each chip 62 to form a semiconductor laser element.

また、本発明者はリッジ型半導体発光素子として、特許文献2に記載されているようなリッジ導波路がアレイ状に配列された集積型半導体アレイ素子を提案している。   The inventor has also proposed an integrated semiconductor array element in which ridge waveguides as described in Patent Document 2 are arranged in an array as a ridge semiconductor light emitting element.

特開2006−173275号公報JP 2006-173275 A 特願2010−214262号Japanese Patent Application No. 2010-214262

本発明者は上述のようなプロセスで形成された半導体発光素子の特性を解析した。その結果、上述のようなプロセスで形成された半導体発光素子においては、発光素子間の電気特性あるいは熱抵抗にばらつきが大きく、発光素子の製造歩留まりが悪化してしまう場合があるという問題があることがわかった。本発明者はその原因について、検討を重ねたところ、半導体ウエハを分割して作製された個々のチップにメッキされている金属層の厚さのばらつきが大きく、そのために発光素子間の電気特性あるいは熱特性ばらつきが大きくなっていることが分かった。   The present inventor has analyzed the characteristics of the semiconductor light emitting device formed by the process as described above. As a result, in the semiconductor light emitting device formed by the process as described above, there is a problem that there is a large variation in electrical characteristics or thermal resistance between the light emitting devices, which may deteriorate the manufacturing yield of the light emitting device. I understood. The inventor has repeatedly studied the cause, and as a result, the variation in the thickness of the metal layer plated on each chip produced by dividing the semiconductor wafer is large. It was found that the variation in thermal characteristics was large.

すなわち、半導体ウエハの製造工程においては、リッジ導波路および電極を作製後に電界メッキ法により金属層を形成する。この金属層の厚さが半導体ウエハ内で、場所により大きく異なってしまうことがある。このような場合に、分割されたチップ間でも金属層の厚さにおおきなばらつきが生じ、その結果、発光素子の電気特性あるいは熱抵抗にも大きなばらつきが生じることが判明した。本発明は、上記のような問題に鑑み、チップ間での金属層の厚さのばらつきを抑制し、半導体発光素子の製造歩留まりを向上させることのできる半導体発光素子用の半導体ウエハ、該半導体ウエハの製造方法、該半導体ウエハから製造された半導体発光素子および該半導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。   That is, in the manufacturing process of the semiconductor wafer, the metal layer is formed by electroplating after the ridge waveguide and the electrode are manufactured. The thickness of this metal layer may vary greatly depending on the location within the semiconductor wafer. In such a case, it has been found that the thickness of the metal layer varies greatly between the divided chips, and as a result, the electrical characteristics or thermal resistance of the light emitting element also varies greatly. In view of the above problems, the present invention suppresses a variation in the thickness of a metal layer between chips and improves the manufacturing yield of a semiconductor light emitting device, and the semiconductor wafer for a semiconductor light emitting device It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing the semiconductor light emitting device, a semiconductor light emitting device manufactured from the semiconductor wafer, and a method for manufacturing the semiconductor light emitting device.

本発明の一態様によれば、複数個の、リッジ型半導体発光素子用のチップが形成されている半導体ウエハであって、前記チップが、基板の上に形成された半導体積層構造と、該半導体積層構造の表面側から、該表面上の第1方向へ延在するように形成された少なくとも2本のトレンチ溝と、該トレンチ溝の間に形成されたリッジ部と、該リッジ部の上に形成され、少なくとも前記第1の方向と垂直な第2の方向において分離されている電極と、該電極の上に電界メッキにより形成された金属層とを有するものであり、
各チップが、前記第2方向において該チップと隣接するチップとは、並んで形成され、かつ前記第1方向において該チップと隣接するチップとは、前記第2方向へずれて形成され、前記各チップのトレンチ溝と、前記第1方向において該チップと隣接するチップのトレンチ溝とが分離されている半導体ウエハが提供される。
なお、ここで「トレンチ溝」とは、半導体積層構造の表面側から積層構造の少なくとも2層の深さまで到達する溝であり、その形状は如何なる形状であってもよい。たとえば、四角形状、三角形状あるいは楕円形状などであってもよい。
また、「少なくとも前記第1の方向と垂直な第2の方向において分離されている電極」とは、少なくとも第2の方向において隣接する電極と分離されている電極を意味し、第1の方向および第2の方向において隣接する電極と分離されている電極、すなわちチップ毎に電気的に独立している電極も含むものである。
According to one aspect of the present invention, there is provided a semiconductor wafer on which a plurality of ridge-type semiconductor light emitting device chips are formed, the semiconductor stacked structure in which the chips are formed on a substrate, and the semiconductor At least two trench grooves formed so as to extend in the first direction on the surface from the surface side of the laminated structure, a ridge portion formed between the trench grooves, and on the ridge portion An electrode formed and separated in at least a second direction perpendicular to the first direction, and a metal layer formed by electroplating on the electrode;
Each chip is formed side by side with the chip adjacent to the chip in the second direction, and is formed to be shifted in the second direction from the chip adjacent to the chip in the first direction. A semiconductor wafer is provided in which a trench groove of a chip and a trench groove of a chip adjacent to the chip in the first direction are separated.
Here, the “trench groove” is a groove that reaches from the surface side of the semiconductor multilayer structure to the depth of at least two layers of the multilayer structure, and the shape thereof may be any shape. For example, a quadrangular shape, a triangular shape, or an elliptical shape may be used.
In addition, “an electrode separated in at least a second direction perpendicular to the first direction” means an electrode separated from an electrode adjacent in at least the second direction. It also includes electrodes that are separated from adjacent electrodes in the second direction, that is, electrodes that are electrically independent for each chip.

前記半導体発光素子が、少なくとも、3本のトレンチ溝と2本のリッジ部とを有するレーザアレイ素子であれば、前記各チップの前記第2方向の幅をSaとし、各チップの第1方向における両端部において、前記トレンチ溝および前記リッジ部が設けられている素子領域の幅を素子領域幅S1およびS2としたとき、
前記各チップと前記第1方向において該チップと隣接するチップとの間のずれ幅Taは、
S1/2+S2/2<Ta≦Sa/2
であることを特徴とする請求項1記載の半導体ウエハ。
なお、各チップと前記第1方向において該チップと隣接するチップとの間のずれ幅は、第2のプラスの方向のずれ幅とマイナスの方向のずれ幅とがあるが、ここではプラスの方向のずれ幅とマイナスの方向のずれ幅のうち、小さい方のずれ幅を「ずれ幅Ta」とする。
If the semiconductor light emitting element is a laser array element having at least three trench grooves and two ridges, the width of each chip in the second direction is Sa and the width of each chip in the first direction is When the width of the element region provided with the trench groove and the ridge portion is the element region width S1 and S2 at both ends,
The deviation width Ta between each chip and the chip adjacent to the chip in the first direction is:
S1 / 2 + S2 / 2 <Ta ≦ Sa / 2
The semiconductor wafer according to claim 1, wherein:
Note that the shift width between each chip and the chip adjacent to the chip in the first direction includes a shift width in the second positive direction and a shift width in the negative direction. The smaller one of the deviation width and the deviation width in the negative direction is referred to as “deviation width Ta”.

前記半導体発光素子が2本のトレンチ溝と、1本のリッジ部とを有するシングルストライプレーザ素子であれば、前記各チップの前記第2方向の幅をSt、トレンチ溝の前記第2方向の幅をSdとしたとき、前記各チップと前記第1方向において該チップと隣接するチップとの間のずれ幅Tsは、
Sd<Ts≦St/2
であってもよい。
なお、各チップと前記第1方向において該チップと隣接するチップとの間のずれ幅は、第2のプラスの方向のずれ幅とマイナスの方向のずれ幅とがあるが、ここではプラスの方向のずれ幅とマイナスの方向のずれ幅のうち、小さい方のずれ幅を「ずれ幅Ts」とする。
If the semiconductor light emitting device is a single stripe laser device having two trench grooves and one ridge portion, the width in the second direction of each chip is St and the width in the second direction of the trench grooves. Where Sd is the deviation width Ts between each chip and the chip adjacent to the chip in the first direction,
Sd <Ts ≦ St / 2
It may be.
Note that the shift width between each chip and the chip adjacent to the chip in the first direction includes a shift width in the second positive direction and a shift width in the negative direction. The smaller one of the deviation width and the deviation width in the negative direction is defined as “deviation width Ts”.

前記シングルストライプレーザ素子において、前記リッジ部の前記第2方向の幅をSrとしたとき、前記ずれ幅Tsは、
Ts≦Sr/2+Sd/2
であってもよい。
In the single stripe laser element, when the width of the ridge portion in the second direction is Sr, the deviation width Ts is:
Ts ≦ Sr / 2 + Sd / 2
It may be.

前記各チップは、第1の方向へ同一方向を向いて形成されていることが好ましい。   Each of the chips is preferably formed in the same direction in the first direction.

本発明の他の態様によれば、上記の半導体ウエハからチップへ分割され、前記チップの前記第1方向の端面へ端面処理が施されている半導体発光素子が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor light emitting device that is divided into chips from the semiconductor wafer and that is subjected to end face processing on the end face in the first direction of the chip.

本発明のさらに他の態様によれば、複数個の、リッジ型半導体発光素子用のチップが形成されている半導体ウエハの製造方法であって、基板の上に形成された半導体積層構造と、該半導体積層構造の表面側から、該表面上の第1方向へ延在するように形成された少なくとも2本のトレンチ溝と、該トレンチ溝の間に形成されたリッジ部と、該リッジ部の上に形成され、少なくとも前記第1の方向と垂直な第2の方向において分離されている電極と、該電極の上に電界メッキにより形成された金属層とを有するチップを形成する工程を有し、前記チップを形成する工程において、各チップが、前記第1方向と垂直な第2方向において該チップと隣接するチップとは、並んで形成され、かつ前記第1方向において該チップと隣接するチップとは、前記第2方向へずれて形成され、前記各チップのトレンチ溝と、前記第1方向において該チップと隣接するチップのトレンチ溝とが分離されるように形成される半導体ウエハの製造方法が提供される。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor wafer manufacturing method in which a plurality of ridge-type semiconductor light emitting device chips are formed, the semiconductor multilayer structure formed on a substrate, At least two trench grooves formed so as to extend in the first direction on the surface from the surface side of the semiconductor multilayer structure; a ridge portion formed between the trench grooves; and And forming a chip having an electrode separated in at least a second direction perpendicular to the first direction and a metal layer formed by electroplating on the electrode, In the step of forming the chip, each chip is formed side by side with the chip adjacent to the chip in the second direction perpendicular to the first direction, and the chip adjacent to the chip in the first direction; Is Provided is a method for manufacturing a semiconductor wafer formed so as to be shifted in the second direction so that the trench groove of each chip is separated from the trench groove of a chip adjacent to the chip in the first direction. The

本発明のさらに他の態様によれば、上記の方法で製造された半導体ウエハをチップへ分割する工程と、該チップへ端面処理を施して半導体発光素子を製造する工程とを有する半導体発光素子の製造方法が提供される。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor light emitting device comprising: a step of dividing the semiconductor wafer manufactured by the above method into chips; and a step of manufacturing a semiconductor light emitting device by subjecting the chip to an end face treatment. A manufacturing method is provided.

本発明者は、リッジ型半導体発光素子用のチップが形成される半導体ウエハの製造工程において、リッジ導波路および電極を作製後に電界メッキ法により金属層を形成する場合に、金属層の厚さが半導体ウエハ内で、場所により大きく異なってしまうことの原因について検討した。その結果、半導体ウエハ上において、各チップが第1の方向(Y方向)では電気的に接続されているが、第2の方向(X方向)には電気的に絶縁されているため、半導体ウエハ内の抵抗分布におおきなばらつきが生じていることが原因の一つであることを解明した。   In the process of manufacturing a semiconductor wafer on which a chip for a ridge-type semiconductor light-emitting element is formed, the inventor forms a metal layer by electroplating after forming a ridge waveguide and an electrode. The cause of the large difference in location within the semiconductor wafer was investigated. As a result, on the semiconductor wafer, each chip is electrically connected in the first direction (Y direction), but is electrically insulated in the second direction (X direction). It was elucidated that one of the causes was a large variation in the resistance distribution.

電界メッキを行う際には、例えば、半導体ウエハの外周部へ設けられ、コンタクト層と接続されているリング状のメッキ電極を接地することにより、ウエハ側を陰極、メッキ溶液側を陽極として直流電流を流す。電界メッキの際に形成される金属層の膜厚は、陰極電流密度(A/m2)に比例する。このため、半導体ウエハ内で抵抗分布におおきなばらつきがあると、陰極電流密度にも大きなばらつきが生じ、金属層の膜厚にも大きなばらつきが生じてしまう。   When performing electroplating, for example, a ring-shaped plating electrode provided on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer and connected to the contact layer is grounded, so that the wafer side serves as a cathode and the plating solution side serves as a direct current. Shed. The thickness of the metal layer formed during electroplating is proportional to the cathode current density (A / m 2). For this reason, if there is a large variation in the resistance distribution within the semiconductor wafer, a large variation will also occur in the cathode current density, and a large variation will also occur in the thickness of the metal layer.

発明者は、リッジ型半導体発光素子用のチップが、従来のように碁盤目状に形成されている半導体ウエハの抵抗分布について検討を重ねた。その結果、トレンチ溝などを形成するためにコンタクト層が除去された領域が、多数のチップに跨って第1の方向(Y方向)に延在しているために、トレンチ溝に挟まれて発光素子が形成されている素子領域や、トレンチ溝の外側に設けられたサポート領域が、多数のチップに跨って第1の方向(Y方向)に延在していること、この第1の方向(Y方向)に延在する素子領域と、第1の方向(Y方向)に延在するサポート領域とは、コンタクト層が除去された領域(ドレイン溝)により電気的に絶縁されていることが、ウエハ内の抵抗分布のばらつきを大きくしている原因のひとつであることを解明した。このような半導体ウエハにおいて、電極も第1の方向と垂直な第2の方向において、隣接する電極から電気的に分離されている場合、すなわち、各チップがX方向に電気的に絶縁されている場合には、電界メッキを行う際に、ウエハ面内での抵抗分布におおきなばらつきが生じ、チップ間の電位差が大きくなり、陰極電流密度(A/m2)にも大きなばらつきが生じるので、電界メッキにより形成される金属層の厚さにも大きなばらつきが生じる。   The inventor has repeatedly studied the resistance distribution of a semiconductor wafer in which chips for a ridge-type semiconductor light-emitting element are formed in a grid pattern as in the prior art. As a result, the region from which the contact layer has been removed to form a trench groove or the like extends in the first direction (Y direction) across a large number of chips, so that light is emitted between the trench grooves. The element region where the element is formed and the support region provided outside the trench groove extend in the first direction (Y direction) across a large number of chips, and this first direction ( The element region extending in the Y direction) and the support region extending in the first direction (Y direction) are electrically insulated by the region from which the contact layer has been removed (drain groove). It was clarified that this is one of the causes of the large variation in resistance distribution in the wafer. In such a semiconductor wafer, when the electrodes are also electrically separated from the adjacent electrodes in the second direction perpendicular to the first direction, that is, each chip is electrically insulated in the X direction. In this case, when performing electroplating, the resistance distribution in the wafer surface varies greatly, the potential difference between chips increases, and the cathode current density (A / m2) also varies greatly. As a result, the thickness of the metal layer formed varies greatly.

本発明の一態様による、複数個の、リッジ型半導体発光素子用のチップが形成されている半導体ウエハにおいては、前記チップが、基板の上に形成された半導体積層構造と、該半導体積層構造の表面側から、該表面上の第1方向へ延在するように形成された少なくとも2本のトレンチ溝と、該トレンチ溝の間に形成されたリッジ部と、該リッジ部の上に形成され、前記チップ毎に独立している電極と、該電極の上に電界メッキにより形成された金属層とを有するものであり、各チップが、前記第1方向と垂直な第2方向において該チップと隣接するチップとは、並んで形成され、かつ前記第1方向において該チップと隣接するチップとは、前記第2方向へずれて形成され、前記各チップのトレンチ溝と、前記第1方向において該チップと隣接するチップのトレンチ溝とが分離されているため、半導体ウエハに形成されている各チップは、第2方向において電気的に接続されているので、電界メッキを行う際の半導体ウエハ内での抵抗分布のばらつきが抑制され、電位差も小さくなる。ウエハ面内での電位差が小さくなれば、陰極電流密度(A/m2)のばらつきも抑制され、形成される金属層の厚さのばらつきも抑制される。   According to one aspect of the present invention, in a semiconductor wafer on which a plurality of ridge-type semiconductor light emitting device chips are formed, the chip has a semiconductor multilayer structure formed on a substrate, and the semiconductor multilayer structure. At least two trench grooves formed so as to extend in the first direction on the surface from the surface side, a ridge portion formed between the trench grooves, and formed on the ridge portion, Each chip has an independent electrode and a metal layer formed by electroplating on the electrode, and each chip is adjacent to the chip in a second direction perpendicular to the first direction. And the chip adjacent to the chip in the first direction is shifted in the second direction, and the trench groove of each chip and the chip in the first direction. And adjacent Since each chip formed on the semiconductor wafer is electrically connected in the second direction since the trench groove of the chip to be separated is separated, the resistance distribution in the semiconductor wafer when performing electroplating Variation is suppressed, and the potential difference is also reduced. If the potential difference in the wafer plane is reduced, variations in the cathode current density (A / m 2) are suppressed, and variations in the thickness of the formed metal layer are also suppressed.

このため、分割されたチップ間においても、金属層の厚さのばらつきが抑制され、その結果、ひとつの半導体ウエハから分割されて作製された発光素子間の電気特性あるいは熱抵抗のばらつきも抑制される。このため、半導体発光素子の製造歩留まりも向上する。   For this reason, variation in the thickness of the metal layer is suppressed even between the divided chips, and as a result, variation in electrical characteristics or thermal resistance between light emitting elements manufactured by dividing from one semiconductor wafer is also suppressed. The For this reason, the manufacturing yield of the semiconductor light emitting device is also improved.

本発明の好ましい第1の実施の形態の半導体ウエハの概略平面図である1 is a schematic plan view of a semiconductor wafer according to a first preferred embodiment of the present invention. 第1の実施の形態の半導体ウエハに形成されたチップの概略平面図である。It is a schematic plan view of the chip | tip formed in the semiconductor wafer of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の半導体ウエハの部分的な拡大図である。It is the elements on larger scale of the semiconductor wafer of a 1st embodiment. 第1の実施の形態の半導体ウエハに形成されたチップの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the chip | tip formed in the semiconductor wafer of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の半導体ウエハの製造方法を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor wafer of 1st Embodiment. 本発明の好ましい第2の実施の形態の半導体ウエハの概略平面図であるFIG. 6 is a schematic plan view of a semiconductor wafer according to a second preferred embodiment of the present invention. 第2の実施の形態の半導体ウエハに形成されたチップの概略平面図である。It is a schematic plan view of the chip | tip formed in the semiconductor wafer of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の半導体ウエハの部分的な拡大図である。It is the elements on larger scale of the semiconductor wafer of 2nd Embodiment. 図7のA−A線概略縦断面図である。It is an AA line schematic longitudinal cross-sectional view of FIG. 図7のB−B線概略縦断面図である。It is a BB line schematic longitudinal cross-sectional view of FIG. 図7のC−C線概略縦断面図である。FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view taken along line CC of FIG. 7. 第2の実施の形態の半導体ウエハの製造方法を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor wafer of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の半導体ウエハの製造方法を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor wafer of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の半導体ウエハの製造方法を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor wafer of 2nd Embodiment. 本発明の第2の実施の形態におけるチップとメッキ電極の間の距離、チップとメッキ電極の間の抵抗およびAuメッキ層の厚さとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the distance between the chip | tip and a plating electrode in the 2nd Embodiment of this invention, the resistance between a chip | tip and a plating electrode, and the thickness of Au plating layer. 従来の形態の半導体ウエハの概略平面図であるIt is a schematic plan view of the semiconductor wafer of the conventional form. 従来の形態の半導体ウエハの部分的な拡大図である。It is the elements on larger scale of the semiconductor wafer of the conventional form.

以下に、図面を参照して本発明に係る半導体発光素子用半導体ウエハおよびその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、各図面において、同一または対応する構成要素には同一の符号を付している。また、各図面は模式的なものであり、寸法等は現実のものとは異なっている。   Hereinafter, embodiments of a semiconductor wafer for a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals. Each drawing is schematic, and the dimensions and the like are different from the actual ones.

はじめに、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光素子用の半導体ウエハおよびその製造方法について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体ウエハ10の模式的な平面図である。図2は、半導体ウエハ10上に形成されているチップ12の模式的な平面図である。図3は、図1に示した半導体ウエハ10の一部を拡大した模式的な平面図である。   First, a semiconductor wafer for a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor wafer 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view of the chip 12 formed on the semiconductor wafer 10. FIG. 3 is a schematic plan view in which a part of the semiconductor wafer 10 shown in FIG. 1 is enlarged.

図1に示すように半導体ウエハ10は、シングルストライプレーザ素子用の半導体ウエハであり、半導体ウエハ10上には多数のチップ12が形成されている。各チップ12には、図2に示すように、図2におけるY方向へ延在する2本のトレンチ溝14および16と、このトレンチ溝14および16に挟まれたリッジ導波路18と、トレンチ溝14および16の外側に形成されているサポート部20および22が設けられている。なお、トレンチ溝14の幅とトレンチ溝16の幅は略等しい。
図3に示すように、各チップ12は、Y方向と垂直なX方向へ並んで形成されている。また、各チップは、Y方向において隣接するチップとは、X方向へ、ずれ幅Tsだけ、ずれて形成されている。トレンチ溝16のX方向の幅をSd、リッジ導波路18のX方向の幅をSrとすると、ずれ幅Tsは下記の式によりあらわすことができる。
Ts=Sd/2+Sr/2
As shown in FIG. 1, a semiconductor wafer 10 is a semiconductor wafer for a single stripe laser element, and a large number of chips 12 are formed on the semiconductor wafer 10. As shown in FIG. 2, each chip 12 includes two trench grooves 14 and 16 extending in the Y direction in FIG. 2, a ridge waveguide 18 sandwiched between the trench grooves 14 and 16, and a trench groove. Support portions 20 and 22 formed outside 14 and 16 are provided. The width of the trench groove 14 and the width of the trench groove 16 are substantially equal.
As shown in FIG. 3, the chips 12 are formed side by side in the X direction perpendicular to the Y direction. Each chip is formed so as to be shifted from the adjacent chip in the Y direction by a shift width Ts in the X direction. When the width of the trench groove 16 in the X direction is Sd and the width of the ridge waveguide 18 in the X direction is Sr, the deviation width Ts can be expressed by the following equation.
Ts = Sd / 2 + Sr / 2

すなわち、図3において、下から3段目に形成されている各チップ12は、下から2断面に形成されている各チップ12に対して、図3におけるX方向(右方向)へ、Tsずれて形成されている。また、下から4段目に形成されている各チップ12は、下から3段目に形成されている各チップ12に対して、図3における‐X方向(左方向)へ、Tsずれて形成されている。このようにして、全てのチップは、Y方向において隣接するチップとは、ずれ幅Tsだけ、X方向へずれて形成されている。このためそれぞれのチップ12のトレンチ溝14および16は、Y方向においてこのチップと隣接するチップのトレンチ溝14および16とは分離されている。   That is, in FIG. 3, each chip 12 formed in the third row from the bottom shifts by Ts in the X direction (right direction) in FIG. 3 with respect to each chip 12 formed in the two cross sections from the bottom. Is formed. Further, the chips 12 formed in the fourth stage from the bottom are formed by shifting Ts in the −X direction (left direction) in FIG. 3 with respect to the chips 12 formed in the third stage from the bottom. Has been. In this way, all the chips are formed so as to be shifted in the X direction from the adjacent chips in the Y direction by a shift width Ts. For this reason, the trench grooves 14 and 16 of each chip 12 are separated from the trench grooves 14 and 16 of the chip adjacent to this chip in the Y direction.

図4は、チップ12の断面図である。図4に示すように、このチップ12は、n−InP基板110と、n−InP基板110上のn−InPクラッド層112と、n−InPクラッド層112上のSCH−MQW(Separate Confinement Heterostructure Multiple Quantum Well)活性層114と、SCH−MQW活性層114上の第1のP−InPクラッド層116と、第1のP−InPクラッド層116上のp−AlInAsを含む層119と、p−AlInAsを含む層119上の第2のP−InPクラッド層122と、第2のP−InPクラッド層122上のp−GaInAsコンタクト層124とを備えている。なお、SCH−MQW活性層114には,例えば,レーザの発振波長が1.25〜1.6μm帯の場合には,GaInAsP井戸層やAlGaInAs井戸層が用いられる。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the chip 12. As shown in FIG. 4, the chip 12 includes an n-InP substrate 110, an n-InP clad layer 112 on the n-InP substrate 110, and a SCH-MQW (Separate Confinement Heterostructure Multiple on the n-InP clad layer 112. Quantum Well) active layer 114, first P-InP cladding layer 116 on SCH-MQW active layer 114, layer 119 containing p-AlInAs on first P-InP cladding layer 116, and p-AlInAs A second P-InP clad layer 122 on the layer 119 containing p-GaInAs and a p-GaInAs contact layer 124 on the second P-InP clad layer 122. For the SCH-MQW active layer 114, for example, a GaInAsP well layer or an AlGaInAs well layer is used when the laser oscillation wavelength is in the 1.25 to 1.6 μm band.

チップ12の上面101側には、トレンチ溝14、16が設けられている。トレンチ溝14、16は、p−AlInAsを含む層119よりも深く、第1のP−InPクラッド層116に達して設けられている。   Trench grooves 14 and 16 are provided on the upper surface 101 side of the chip 12. The trench grooves 14 and 16 are provided deeper than the layer 119 containing p-AlInAs and reach the first P-InP cladding layer 116.

トレンチ溝14とトレンチ溝16との間には、ストライプ状のリッジ導波路18が形成され、トレンチ溝14とトレンチ溝16の外側には、サポート部20および22とが形成されている。トレンチ溝14および16と、リッジ導波路18とは、図4の平面に対して垂直な方向へ延在している。リッジ導波路18、サポート部20および22は、第1のP−InPクラッド層116の上部と、p−AlInAsを含む層119と、第2のP−InPクラッド層122と、p−GaInAsコンタクト層124とを備えている。   A striped ridge waveguide 18 is formed between the trench groove 14 and the trench groove 16, and support portions 20 and 22 are formed outside the trench groove 14 and the trench groove 16. The trench grooves 14 and 16 and the ridge waveguide 18 extend in a direction perpendicular to the plane of FIG. The ridge waveguide 18 and the support portions 20 and 22 include an upper portion of the first P-InP clad layer 116, a layer 119 containing p-AlInAs, a second P-InP clad layer 122, and a p-GaInAs contact layer. 124.

p−AlInAsを含む層119は、p−AlInAs層118と、AlInAsを酸化した酸化絶縁物層120とを備えている。   The layer 119 containing p-AlInAs includes a p-AlInAs layer 118 and an oxide insulator layer 120 obtained by oxidizing AlInAs.

トレンチ溝14と溝16との間には、ストライプ状のリッジ導波路18が形成されていることから、トレンチ溝14の内側の側面およびトレンチ溝16の内側の側面はリッジ導波路18の両側の側面であり、リッジ導波路18の両側の側面に酸化絶縁物層120の端部が露出し、酸化絶縁物層120は、両側の側面からリッジ導波路18の内側に向かってp−AlInAsを含む層119内に延在して設けられている。p−AlInAsを含む層19のリッジ導波路18の中央の領域には、p−AlInAs層118が両側の酸化絶縁物層120に挟まれて設けられている。   Since a striped ridge waveguide 18 is formed between the trench groove 14 and the groove 16, the inner side surface of the trench groove 14 and the inner side surface of the trench groove 16 are on both sides of the ridge waveguide 18. The end portions of the oxide insulator layer 120 are exposed on the side surfaces on both sides of the ridge waveguide 18, and the oxide insulator layer 120 includes p-AlInAs from the side surfaces on both sides toward the inside of the ridge waveguide 18. Extending into layer 119 is provided. In the central region of the ridge waveguide 18 of the layer 19 containing p-AlInAs, a p-AlInAs layer 118 is provided between the oxide insulator layers 120 on both sides.

p−GaInAsコンタクト層124上、トレンチ溝14の側面上および底面上、トレンチ溝16の側面上および底面上ならびにサポート部20および22上には、SiNX膜126が設けられている。SiNX膜126はパッシベーション膜として機能する。   A SiNx film 126 is provided on the p-GaInAs contact layer 124, on the side and bottom surfaces of the trench groove 14, on the side and bottom surfaces of the trench groove 16, and on the support portions 20 and 22. The SiNx film 126 functions as a passivation film.

リッジ導波路18上のSiNX膜126の中央部には、窓26がY方向に沿って、設けられている。窓26によって、リッジ導波路18のp−GaInAsコンタクト層124が露出している。   A window 26 is provided in the center of the SiNx film 126 on the ridge waveguide 18 along the Y direction. The window 26 exposes the p-GaInAs contact layer 124 of the ridge waveguide 18.

リッジ導波路18のSiNX膜126上には、p側電極128が設けられている。p側電極128は窓26を介して、リッジ導波路18のp−GaInAsコンタクト層124に接続されている。p側電極128の上には、電極パッドとして機能するAuメッキ層129が設けられている。基板110の底面102側には、n側電極130が設けられている。   A p-side electrode 128 is provided on the SiNx film 126 of the ridge waveguide 18. The p-side electrode 128 is connected to the p-GaInAs contact layer 124 of the ridge waveguide 18 through the window 26. An Au plating layer 129 that functions as an electrode pad is provided on the p-side electrode 128. An n-side electrode 130 is provided on the bottom surface 102 side of the substrate 110.

リッジ導波路18内のp−AlInAsを含む層119においては、中央のp−AlInAs層118が両側の酸化絶縁物層120に挟まれて設けられている。そのため、両側の酸化絶縁物層120が、窓26に設けられたp側電極128と底面のn側電極130との間を上下方向に流れる電流を狭窄する電流狭窄構造として機能する。Y方向と交差するチップの端面がレーザ光の発振面となる。レーザ素子として作製された後には、端面に露出するSCH−MQW活性層114からレーザ光が出射する。   In the layer 119 containing p-AlInAs in the ridge waveguide 18, the central p-AlInAs layer 118 is provided between the oxide insulator layers 120 on both sides. Therefore, the oxide insulator layers 120 on both sides function as a current confinement structure that constricts the current flowing in the vertical direction between the p-side electrode 128 provided on the window 26 and the n-side electrode 130 on the bottom surface. The end face of the chip intersecting with the Y direction becomes the laser light oscillation face. After being manufactured as a laser element, laser light is emitted from the SCH-MQW active layer 114 exposed at the end face.

次に、図5を参照して、第1の実施の形態の半導体ウエハ10の製造方法を説明する。まず、図5(a)に示すように、MOCVD法により、n−InP基板110上に、n−InPクラッド層112を形成し、n−InPクラッド層112上にSCH−MQW活性層114を形成し、SCH−MQW活性層114上に第1のP−InPクラッド層116を形成し、第1のP−InPクラッド層116上にp−AlInAs層117を形成し、p−AlInAs層117上に第2のP−InPクラッド層122を形成し、第2のP−InPクラッド層122上にp−GaInAsコンタクト層124を形成する。   Next, with reference to FIG. 5, the manufacturing method of the semiconductor wafer 10 of 1st Embodiment is demonstrated. First, as shown in FIG. 5A, an n-InP clad layer 112 is formed on an n-InP substrate 110 and an SCH-MQW active layer 114 is formed on the n-InP clad layer 112 by MOCVD. Then, the first P-InP cladding layer 116 is formed on the SCH-MQW active layer 114, the p-AlInAs layer 117 is formed on the first P-InP cladding layer 116, and the p-AlInAs layer 117 is formed. A second P-InP cladding layer 122 is formed, and a p-GaInAs contact layer 124 is formed on the second P-InP cladding layer 122.

その後、図5(b)に示すように、SiO2からなるマスク140を選択的に形成し、マスク140をエッチングマスクとして、p−GaInAsコンタクト層124、第2のP−InPクラッド層122、p−AlInAs層117をエッチング除去し、さらに、第1のP−InPクラッド層116を途中までエッチング除去し、トレンチ溝14および溝16の対を、Y方向、X方向へそれぞれ複数形成する。なお、トレンチ溝14および16は、半導体へき開面の結晶方位が。へき開端面として、(100)、(110)あるいは(111)面となるように、形成される。すなわちX方向は(100)、(110)あるいは(111)方向であり、Y方向はX方向に対して直交する方向である。   After that, as shown in FIG. 5B, a mask 140 made of SiO 2 is selectively formed, and using the mask 140 as an etching mask, the p-GaInAs contact layer 124, the second P-InP cladding layer 122, p- The AlInAs layer 117 is removed by etching, and the first P-InP cladding layer 116 is removed by etching halfway to form a plurality of pairs of trench grooves 14 and grooves 16 in the Y direction and the X direction, respectively. The trench grooves 14 and 16 have the crystal orientation of the semiconductor cleavage plane. The cleaved end face is formed to be a (100), (110) or (111) face. That is, the X direction is a (100), (110) or (111) direction, and the Y direction is a direction orthogonal to the X direction.

このマスク140は、図3において、下から3段目に形成されるトレンチ溝14,16の位置が、下から2段目に形成されているトレンチ溝14,16に対して、図3におけるX方向(右方向)へ、ずれ幅Ts=Sd/2+Sr/2(Sdはドレイン溝の幅、Srはリッジ導波路18の幅)だけずれるように形成されている。また、同様にマスク140は、下から4段目に形成されているトレンチ溝14,16の位置が、下から3段目に形成されているトレンチ溝14,16に対して、図3における‐X方向(左方向)へ、幅Tsだけずれるように形成されている。   3, the position of the trench grooves 14 and 16 formed in the third step from the bottom in FIG. 3 is different from the trench grooves 14 and 16 formed in the second step from the bottom in FIG. It is formed to be shifted in the direction (right direction) by a shift width Ts = Sd / 2 + Sr / 2 (Sd is the width of the drain groove and Sr is the width of the ridge waveguide 18). Similarly, in the mask 140, the position of the trench grooves 14 and 16 formed in the fourth step from the bottom is different from the trench grooves 14 and 16 formed in the third step from the bottom in FIG. It is formed so as to be shifted by the width Ts in the X direction (left direction).

すなわち、マスク140は、各チップ12のプのトレンチ溝が、Y方向において隣接するチップのトレンチ溝とは、X方向へずれるように形成されている。このため、エッチングされた、それぞれのチップ12のトレンチ溝14、16は、Y方向においてこのチップと隣接するチップのトレンチ溝14、16と、一直線状につながることはなく、各トレンチ溝14,16は個々に分離された溝となる。
なお、上述したように、例えば図3において、下から2段目に形成されたチップのコンタクト層は、最下段に形成された2つのチップのコンタクト層と繋がっており、また下から3段目に形成された2つのチップのコンタクト層とも繋がっている。このため各チップ12はY方向においては、図3における上下で隣接する4つのチップ12と電気的に接続されている。また、各チップ12は、Y方向で隣接するチップ12を介して、X方向で隣接するチップ12と電気的に接続されている。すなわち、各チップはY方向においても、X方向においても、隣接するチップと電気的に接続されている。
That is, the mask 140 is formed such that the trench groove of each chip 12 is shifted in the X direction from the trench groove of the adjacent chip in the Y direction. Therefore, the etched trench grooves 14 and 16 of the respective chips 12 are not connected in a straight line with the trench grooves 14 and 16 of the chips adjacent to this chip in the Y direction. Are individually separated grooves.
As described above, for example, in FIG. 3, the contact layer of the chip formed in the second stage from the bottom is connected to the contact layer of the two chips formed in the bottom stage, and the third stage from the bottom. It is also connected to the contact layers of the two chips formed on the substrate. For this reason, each chip 12 is electrically connected to the four chips 12 adjacent in the vertical direction in FIG. 3 in the Y direction. Each chip 12 is electrically connected to the chip 12 adjacent in the X direction via the chip 12 adjacent in the Y direction. That is, each chip is electrically connected to an adjacent chip both in the Y direction and in the X direction.

また、各対のトレンチ溝14と溝16とがエッチングされることにより、トレンチ溝14と溝16との間には、Y方向に延在するストライプ状のリッジ導波路18が形成される。トレンチ溝14、16は、Y方向に沿って延在するように設けられる。ストライプ状のリッジ導波路18は、第1のP−InPクラッド層116の上部と、p−AlInAs層117と、第2のP−InPクラッド層122と、p−GaInAsコンタクト層124とを備えている。   Further, by etching each pair of trench grooves 14 and 16, a striped ridge waveguide 18 extending in the Y direction is formed between the trench grooves 14 and 16. The trench grooves 14 and 16 are provided so as to extend along the Y direction. The striped ridge waveguide 18 includes an upper portion of the first P-InP cladding layer 116, a p-AlInAs layer 117, a second P-InP cladding layer 122, and a p-GaInAs contact layer 124. Yes.

トレンチ溝14、16の側部には、第1のP−InPクラッド層116と、p−AlInAs層117と、第2のP−InPクラッド層122と、p−GaInAsコンタクト層124とが露出している。   The first P-InP cladding layer 116, the p-AlInAs layer 117, the second P-InP cladding layer 122, and the p-GaInAs contact layer 124 are exposed at the sides of the trench grooves 14 and 16. ing.

次に、図5(c)に示すように、マスク140を除去する。その後、水蒸気を使用して酸化する酸化装置(図示せず)によって、水蒸気中、約450℃で酸化処理を行い、トレンチ溝14、16の側部に露出するp−AlInAs層117を、トレンチ溝14、16の側部から酸化し、p−AlInAs層117を、p−AlInAs層18と、AlInAsを酸化した酸化絶縁物層120とを備えるp−AlInAsを含む層119に形成する。   Next, as shown in FIG. 5C, the mask 140 is removed. Thereafter, oxidation is performed at about 450 ° C. in water vapor by an oxidation apparatus (not shown) that oxidizes using water vapor, so that the p-AlInAs layer 117 exposed on the sides of the trench grooves 14 and 16 is removed from the trench groove. The p-AlInAs layer 117 is oxidized from the side portions 14 and 16 to form a p-AlInAs-containing layer 119 including the p-AlInAs layer 18 and an oxide insulator layer 120 obtained by oxidizing AlInAs.

トレンチ溝14と溝16との間には、ストライプ状のリッジ導波路18が形成されていることから、リッジ導波路18の両側の側面に酸化絶縁物層120の端部が露出し、酸化絶縁物層120は、リッジ導波路18の両側の側面からリッジ導波路18の内側に向かってp−AlInAsを含む層19内を延在し、p−AlInAsを含む層119のリッジ導波路18の中央の領域には、p−AlInAs層118が両側の酸化絶縁物層120に挟まれた状態で残される。   Since the striped ridge waveguide 18 is formed between the trench groove 14 and the groove 16, the end portions of the oxide insulator layer 120 are exposed on the side surfaces on both sides of the ridge waveguide 18, and the oxide insulation The material layer 120 extends in the layer 19 containing p-AlInAs from the side surfaces on both sides of the ridge waveguide 18 toward the inside of the ridge waveguide 18, and the center of the ridge waveguide 18 of the layer 119 containing p-AlInAs. In this region, the p-AlInAs layer 118 is left sandwiched between the oxide insulator layers 120 on both sides.

水蒸気中、約450℃での酸化処理の後、基板110の温度を下げて酸化を止めるが、100℃よりも低い温度にはせず、基板110を100℃以上、例えば250℃の温度に保持した状態で、酸化装置(図示せず)から搬出し、その後プラズマCVD装置(図示せず)に搬入する。あるいは、酸化装置(図示せず)とプラズマCVD装置(図示せず)との間にロードロック室(図示せず)を接続して、窒素雰囲気中または真空雰囲気中で、基板110を酸化装置(図示せず)からロードロック室(図示せず)を経由してプラズマCVD装置(図示せず)に搬送する。この場合は、基板110の温度を100℃よりも低い温度として搬送してもよい。   After the oxidation treatment at about 450 ° C. in water vapor, the temperature of the substrate 110 is lowered to stop the oxidation, but the temperature is not lower than 100 ° C., and the substrate 110 is kept at a temperature of 100 ° C. or higher, for example, 250 ° C. In this state, it is unloaded from an oxidation apparatus (not shown) and then loaded into a plasma CVD apparatus (not shown). Alternatively, a load lock chamber (not shown) is connected between an oxidizer (not shown) and a plasma CVD device (not shown), and the substrate 110 is oxidized in a nitrogen atmosphere or a vacuum atmosphere ( It is transferred from a not-shown plasma plasma apparatus (not shown) via a load lock chamber (not shown). In this case, the substrate 110 may be transported at a temperature lower than 100 ° C.

次に、図5(d)に示すように、プラズマCVD装置(図示せず)を使用して、モノシランガスと窒素ガスとを用いてプラズマCVD法により、p−GaInAsコンタクト層124上、トレンチ溝14の側面上および底面上、トレンチ溝16の側面上および底面上、サポート部20および22上に、SiNX膜126を形成する。なお、SiNX膜126はパッシベーション膜として機能する。   Next, as shown in FIG. 5D, a plasma CVD apparatus (not shown) is used and a trench CVD 14 is formed on the p-GaInAs contact layer 124 by plasma CVD using monosilane gas and nitrogen gas. A SiNx film 126 is formed on the side and bottom surfaces of the trench groove 16, on the side and bottom surfaces of the trench groove 16, and on the support portions 20 and 22. The SiNx film 126 functions as a passivation film.

次に、リッジ導波路18上のSiNX膜126の中央部に、窓26をY方向に沿って形成する。窓26によって、リッジ導波路18のp−GaInAsコンタクト層124を露出する。次に、n−InP基板110が所定の厚さとなるように、n−InP基板110の底面102を研磨する。   Next, a window 26 is formed along the Y direction at the center of the SiNx film 126 on the ridge waveguide 18. The p-GaInAs contact layer 124 of the ridge waveguide 18 is exposed through the window 26. Next, the bottom surface 102 of the n-InP substrate 110 is polished so that the n-InP substrate 110 has a predetermined thickness.

その後、リッジ導波路18上に、p側電極128を設ける。p側電極128は窓26を介して、リッジ導波路18のp−GaInAsコンタクト層124に接続される。
さらに電解メッキ法を用いて、p側電極128上に電極パッドとして機能する厚膜のAuメッキ層129を形成する。まず半導体ウエハ10をメッキ溶液へ浸し、半導体ウエハ10の上部溶液中にプラスのメッキ電極として円盤電極を配置し、さらに半導体ウエハの外周部へマイナスのメッキ電極としてリング電極を接触させる。この状態で、直流電流を流して、電解メッキを行いAu膜を析出させる。
Auメッキ層129の形成後、基板110の底面102側に、n側電極130を形成する。
Thereafter, the p-side electrode 128 is provided on the ridge waveguide 18. The p-side electrode 128 is connected to the p-GaInAs contact layer 124 of the ridge waveguide 18 through the window 26.
Further, a thick Au plating layer 129 that functions as an electrode pad is formed on the p-side electrode 128 by electrolytic plating. First, the semiconductor wafer 10 is immersed in a plating solution, a disc electrode is disposed as a positive plating electrode in the upper solution of the semiconductor wafer 10, and a ring electrode is brought into contact with the outer peripheral portion of the semiconductor wafer as a negative plating electrode. In this state, a direct current is passed and electrolytic plating is performed to deposit an Au film.
After the formation of the Au plating layer 129, the n-side electrode 130 is formed on the bottom surface 102 side of the substrate 110.

つぎに、この半導体ウエハ10をリッジ導波路18が延びる方向と直交する方向に沿って、劈開する。まず、半導体ウエハ10をX方向のバー状に分割し、チップ12部が横一列に配列された構造体を生成する。この後、このバー状の構造体を分割して、個々のチップ12へ分割する。その後、各チップ12の端面へ反射膜を形成して、半導体レーザ素子を形成する。   Next, the semiconductor wafer 10 is cleaved along a direction orthogonal to the direction in which the ridge waveguide 18 extends. First, the semiconductor wafer 10 is divided into bars in the X direction, and a structure in which chips 12 are arranged in a horizontal row is generated. Thereafter, the bar-like structure is divided into individual chips 12. Thereafter, a reflective film is formed on the end face of each chip 12 to form a semiconductor laser element.

以上説明したように、各チップ12のトレンチ溝14,16はそれぞれ他のチップのトレンチ溝14,16から分離されているため、各チップのコンタクト層は、Y方向における一端で、Y方向に隣接する2つのチップのコンタクト層と繋がり、他端においてもY方向に隣接する2つのチップのコンタクト層と繋がっているので、各チップは、Y方向において隣接するチップを介してX方向においても、隣接するチップと電気的に接続されている。このため、電界メッキによりAuメッキ層129を形成する際に、各チップがX方向においては電気的に絶縁されている従来の半導体ウエハに比べ、抵抗分布のばらつきが低減し、チップ間の電位差も低減するので、陰極電流密度のばらつきも低減する。電解メッキによりAuメッキ層129を形成する場合には、形成されるAuメッキ層の膜厚は、陰極電流密度(A/m)に比例するため、Auメッキ層129の膜厚のばらつきも低減される。 As described above, since the trench grooves 14 and 16 of each chip 12 are separated from the trench grooves 14 and 16 of other chips, the contact layer of each chip is adjacent to the Y direction at one end in the Y direction. Are connected to the contact layers of two chips adjacent to each other in the Y direction at the other end, so that each chip is also adjacent in the X direction via the adjacent chips in the Y direction. Is electrically connected to the chip. For this reason, when forming the Au plating layer 129 by electroplating, the resistance distribution variation is reduced and the potential difference between the chips is reduced as compared with the conventional semiconductor wafer in which each chip is electrically insulated in the X direction. As a result, the variation in cathode current density is also reduced. When the Au plating layer 129 is formed by electrolytic plating, the film thickness of the Au plating layer to be formed is proportional to the cathode current density (A / m 2 ), so that variation in the film thickness of the Au plating layer 129 is also reduced. Is done.

また、分割されたチップ12間においても、Auメッキ層129の厚さのばらつきが抑制される。その結果、ひとつの半導体ウエハから分割されて作製された発光素子間の電気特性あるいは熱抵抗のばらつきも抑制される。このため、半導体発光素子の製造歩留まりも向上する。   In addition, variation in the thickness of the Au plating layer 129 is also suppressed between the divided chips 12. As a result, variation in electrical characteristics or thermal resistance between light emitting elements manufactured by dividing from one semiconductor wafer is also suppressed. For this reason, the manufacturing yield of the semiconductor light emitting device is also improved.

なお、上記の実施の形態1においては、各チップ12は、Y方向において隣接するチップとは、ずれ幅Ts(Ts=Sd/2+Sr/2、トレンチ溝14のX方向の幅をSd、リッジ導波路18のX方向の幅をSrとする)だけX方向および−X方向へ、交互にずれて形成されているが、これに限定されるものではない。
例えば、交互にではなく、各チップ12は、X方向のみへ、順次ずれ幅Tsだけずれてもよい。
また、各チップ12のX方向の幅をStとすると、ずれ幅Tsは、下記の式を満たすものであればよい。
Sd<Ts≦St/2
In the first embodiment, each chip 12 is different from the adjacent chip in the Y direction by a deviation width Ts (Ts = Sd / 2 + Sr / 2, the width of the trench groove 14 in the X direction is Sd, The width of the waveguide 18 in the X direction is defined as Sr), but is alternately shifted in the X direction and the −X direction. However, the present invention is not limited to this.
For example, instead of being alternately arranged, the chips 12 may be sequentially shifted by the shift width Ts only in the X direction.
Further, assuming that the width of each chip 12 in the X direction is St, the deviation width Ts only needs to satisfy the following expression.
Sd <Ts ≦ St / 2

(実施の形態2)
リッジ導波路 次に、本発明の実施の形態2に係る半導体発光素子用の半導体ウエハおよびその製造方法について説明する。図6は、本実施の形態2に係る半導体ウエハ40の模式的な平面図である。図7は、図6に示した半導体ウエハ40に設けられているレーザアレイ素子である集積型半導体レーザ素子用のチップ42の模式的な平面図である。図8は、図5に示した半導体ウエハ40の一部を拡大した模式的な平面図である。
(Embodiment 2)
Ridge Waveguide Next, a semiconductor wafer for a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic plan view of the semiconductor wafer 40 according to the second embodiment. FIG. 7 is a schematic plan view of an integrated semiconductor laser element chip 42 which is a laser array element provided on the semiconductor wafer 40 shown in FIG. FIG. 8 is a schematic plan view in which a part of the semiconductor wafer 40 shown in FIG. 5 is enlarged.

図6に示すように半導体ウエハ40は、集積型半導体レーザ素子用の半導体ウエハであり、半導体ウエハ40上には多数のチップ42が形成されている   As shown in FIG. 6, the semiconductor wafer 40 is a semiconductor wafer for an integrated semiconductor laser element, and a large number of chips 42 are formed on the semiconductor wafer 40.

図7に示すように、この集積型半導体レーザ素子用のチップ42は、DFBレーザアレイ51と、DFBレーザアレイ51と接続した多モード干渉(Multi-Mode Interference:MMI)型の光合流器52と、光合流器52と接続した半導体光増幅器53と、半導体光増幅器と接続した半導体光変調器54とが、基板上にモノリシックに集積されたものである。DFBレーザアレイ51は、波長1530nm〜1630nmにおいて互いに異なるレーザ発振波長を有するDFBレーザ51a−1〜51a−6と、サポートメサ51b−1〜51b−5とが、交互に並べられて配置したものである。DFBレーザ51a−1〜51a−6、サポートメサ51b−1〜51b−5、光合流器52、半導体光増幅器53、および半導体光変調器54はリッジ型光導波路で構成されている。各リッジ型光導波路の脇には、リッジ型光導波路を形成するためのトレンチ溝55、56、58および59が設けられている。また、トレンチ溝55、58および59の外側には、サポート部57が設けられている。   As shown in FIG. 7, this integrated semiconductor laser element chip 42 includes a DFB laser array 51 and a multi-mode interference (MMI) type optical combiner 52 connected to the DFB laser array 51. The semiconductor optical amplifier 53 connected to the optical combiner 52 and the semiconductor optical modulator 54 connected to the semiconductor optical amplifier are monolithically integrated on the substrate. The DFB laser array 51 is configured by alternately arranging DFB lasers 51a-1 to 51a-6 and support mesas 51b-1 to 51b-5 having different laser oscillation wavelengths at wavelengths of 1530 nm to 1630 nm. is there. The DFB lasers 51a-1 to 51a-6, the support mesas 51b-1 to 51b-5, the optical combiner 52, the semiconductor optical amplifier 53, and the semiconductor optical modulator 54 are configured by ridge type optical waveguides. Next to each ridge type optical waveguide, trench grooves 55, 56, 58 and 59 for forming the ridge type optical waveguide are provided. A support portion 57 is provided outside the trench grooves 55, 58 and 59.

図8に示すように、各チップ42は、X方向へ並んで形成されている。また、各チップは、X方向に垂直なY方向において隣接するチップとは、X方向へ、ずれ幅Taだけずれて形成されている。各チップ42のX方向の幅をSaとすると、ずれ幅Taは、下記の式によりあらわすことができる。
Ta=Sa/2
As shown in FIG. 8, the chips 42 are formed side by side in the X direction. Each chip is formed so as to be shifted from the adjacent chip in the Y direction perpendicular to the X direction by a shift width Ta in the X direction. When the width of each chip 42 in the X direction is Sa, the deviation width Ta can be expressed by the following equation.
Ta = Sa / 2

半導体ウエハ40上に形成されたチップ42は、分割され端面処理を施されて、集積型半導体レーザ素子となる。この集積型半導体レーザ素子は以下のように動作する。まず、DFBレーザ51a−1〜51a−6のうち選択されたいずれか一つが電流を注入されてレーザ光を出力する。光合流器52が出力されたレーザ光を半導体光増幅器53に入力させる。半導体光増幅器53が入力されたレーザ光を増幅する。そして、半導体光変調器54が増幅したレーザ光を変調し、レーザ信号光として出力する。集積型半導体レーザ素子は、選択するDFBレーザ51a−1〜51a−6を変更することによって、波長可変の光送信器として機能する。   The chip 42 formed on the semiconductor wafer 40 is divided and subjected to end face processing to become an integrated semiconductor laser element. This integrated semiconductor laser device operates as follows. First, any one selected from the DFB lasers 51a-1 to 51a-6 is injected with a current and outputs a laser beam. The laser beam output from the optical combiner 52 is input to the semiconductor optical amplifier 53. The semiconductor optical amplifier 53 amplifies the input laser beam. The laser light amplified by the semiconductor optical modulator 54 is modulated and output as laser signal light. The integrated semiconductor laser element functions as a wavelength tunable optical transmitter by changing the selected DFB lasers 51a-1 to 51a-6.

図9は、図7に示すチップ42のA−A線要部断面図であり、DFBレーザアレイ51の断面構造を示している。図9に示すように、DFBレーザアレイ51は、n側電極201を裏面に形成し、かつバッファ層としての役割も果たすn型のInPからなる下部クラッド層を表面に形成した、n型のInPからなる基板202上に、活性コア層203と、p型のInPからなる上部クラッド層204と、1.15QのGaInAsPからなるエッチストップ層205と、p型のInP層と1.25QのGaInAsP層との周期構造が長さ方向に形成されたグレーティング層206と、p型のInPからなる上部クラッド層207と、p型のInGaAsPからなるコンタクト層208とが積層した半導体積層構造を有している。ここで、1.15Qとは、バンドギャップ波長が1.15μmとなる組成を意味する。また、グレーティング層206の周期構造の周期は、DFBレーザ51a−1〜51a−6のそれぞれで互いに異なっている。その結果、DFBレーザ51a−1〜51a−6は、グレーティング層206の周期により定まる互いに異なる波長のレーザ光を出力することができる。   FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA of the chip 42 shown in FIG. 7 and shows a cross-sectional structure of the DFB laser array 51. As shown in FIG. 9, the DFB laser array 51 has an n-type InP in which an n-side electrode 201 is formed on the back surface, and a lower cladding layer made of n-type InP that also serves as a buffer layer is formed on the surface. An active core layer 203, an upper cladding layer 204 made of p-type InP, an etch stop layer 205 made of 1.15Q GaInAsP, a p-type InP layer and a 1.25Q GaInAsP layer on a substrate 202 made of The semiconductor layer structure is formed by laminating a grating layer 206 in which the periodic structure is formed in the length direction, an upper cladding layer 207 made of p-type InP, and a contact layer 208 made of p-type InGaAsP. . Here, 1.15Q means a composition having a band gap wavelength of 1.15 μm. Further, the period of the periodic structure of the grating layer 206 is different from each other in each of the DFB lasers 51a-1 to 51a-6. As a result, the DFB lasers 51 a-1 to 51 a-6 can output laser beams having different wavelengths determined by the period of the grating layer 206.

DFBレーザ51a−1〜51a−6およびサポートメサ51b−1〜51b−5の間の領域には、コンタクト層208からエッチストップ層205の表面に到るまでの深さにトレンチ溝56が形成されている。このトレンチ溝56によってDFBレーザ51a−1〜51a−6およびサポートメサ51b−1〜51b−5が離間されるとともに、そのリッジ形状が形成されている。なお、DFBレーザアレイ51の幅方向の最も外側に位置するトレンチ溝を最外トレンチ溝55とし、最外トレンチ溝55の内側に位置するトレンチ溝を内側トレンチ溝56とする。最外トレンチ溝55の外側は溝構造がないサポート部57である。また、最外トレンチ溝55の幅は内側トレンチ溝56の幅よりも広くなっている。   In the region between the DFB lasers 51a-1 to 51a-6 and the support mesas 51b-1 to 51b-5, a trench groove 56 is formed to a depth from the contact layer 208 to the surface of the etch stop layer 205. ing. The trench groove 56 separates the DFB lasers 51a-1 to 51a-6 and the support mesas 51b-1 to 51b-5 and forms a ridge shape thereof. A trench groove located on the outermost side in the width direction of the DFB laser array 51 is referred to as an outermost trench groove 55, and a trench groove located inside the outermost trench groove 55 is referred to as an inner trench groove 56. The outer side of the outermost trench groove 55 is a support portion 57 having no groove structure. The width of the outermost trench groove 55 is wider than the width of the inner trench groove 56.

各トレンチ溝55、56の内壁を含めた半導体積層構造の表面はSiNからなる保護膜209によって覆われている。また、各トレンチ溝55、56は有機絶縁材料であるポリイミド210によって埋められている。DFBレーザ51a−1〜51a−6の上部においては、保護膜209は除去されてコンタクト層208が露出しており、そこにコンタクト層208と接触するようにp側電極211が形成されている。このp側電極211はポリイミド210の表面に到るまで延設している。さらに、p側電極211上には電極パッド212およびAuメッキ層213が順次積層形成されている。電極パッド212およびAuメッキ層213はポリイミド110の表面を介して隣接するサポートメサ51b−1〜51b−5の上部に到るまで延設しており、ポリイミド210およびサポートメサ51b−1〜51b−5によって保持されている。   The surface of the semiconductor multilayer structure including the inner walls of the trench grooves 55 and 56 is covered with a protective film 209 made of SiN. The trench grooves 55 and 56 are filled with polyimide 210 which is an organic insulating material. In the upper part of the DFB lasers 51 a-1 to 51 a-6, the protective film 209 is removed to expose the contact layer 208, and the p-side electrode 211 is formed so as to contact the contact layer 208 there. The p-side electrode 211 extends until it reaches the surface of the polyimide 210. Further, an electrode pad 212 and an Au plating layer 213 are sequentially stacked on the p-side electrode 211. The electrode pad 212 and the Au plating layer 213 extend through the surface of the polyimide 110 to reach the upper portions of the adjacent support mesas 51b-1 to 51b-5, and the polyimide 210 and the support mesas 51b-1 to 51b- 5 is held.

図10は、図7に示すチップ42のB−B線要部断面図であり、半導体光増幅器53の断面構造を示している。図10に示すように、半導体光増幅器3は、n側電極201を裏面に形成し下部クラッド層を表面に形成した基板202上に、活性コア層203と、上部クラッド層204と、エッチストップ層205と、上部クラッド層207と、コンタクト層208とが積層した半導体積層構造を有している。また、半導体光増幅器53の両側には、コンタクト層208からエッチストップ層205の表面に到るまでの深さにトレンチ溝58が形成されている。このトレンチ溝58によって半導体光増幅器53のリッジ形状が形成されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the chip 42 shown in FIG. As shown in FIG. 10, the semiconductor optical amplifier 3 includes an active core layer 203, an upper cladding layer 204, an etch stop layer on a substrate 202 on which an n-side electrode 201 is formed on the back surface and a lower cladding layer is formed on the surface. 205 has a semiconductor laminated structure in which an upper cladding layer 207 and a contact layer 208 are laminated. In addition, trench grooves 58 are formed on both sides of the semiconductor optical amplifier 53 at a depth from the contact layer 208 to the surface of the etch stop layer 205. The trench groove 58 forms a ridge shape of the semiconductor optical amplifier 53.

トレンチ溝58の内壁を含めた半導体積層構造の表面は保護膜209によって覆われている。また、トレンチ溝58はポリイミド210によって埋められている。半導体光増幅器53の上部においては、保護膜209は除去されてコンタクト層208が露出しており、そこにコンタクト層208と接触するようにp側電極211が形成されている。このp側電極211はポリイミド210の表面に到るまで延設している。さらに、p側電極211上には電極パッド212およびAuメッキ層213が順次積層形成されている。電極パッド212およびAuメッキ層213はポリイミド210の表面を介して隣接するサポート部57の上部に到るまで延設しており、ポリイミド210およびサポート部57によって保持されている。   The surface of the semiconductor stacked structure including the inner wall of the trench groove 58 is covered with a protective film 209. The trench groove 58 is filled with polyimide 210. In the upper part of the semiconductor optical amplifier 53, the protective film 209 is removed to expose the contact layer 208, and a p-side electrode 211 is formed so as to be in contact with the contact layer 208 there. The p-side electrode 211 extends until it reaches the surface of the polyimide 210. Further, an electrode pad 212 and an Au plating layer 213 are sequentially stacked on the p-side electrode 211. The electrode pad 212 and the Au plating layer 213 are extended through the surface of the polyimide 210 to reach the upper part of the adjacent support part 57, and are held by the polyimide 210 and the support part 57.

図11は、図7に示すチップ42のC−C線要部断面図であり、光合流器52の断面構造を示している。図11に示すように、光合流器52は、n側電極201を裏面に形成した基板202上に、ノンドープのInPからなる下部クラッド層214と、1.35QのGaInAsPからなる受動コア層215と、ノンドープのInPからなる上部クラッド層216と、エッチストップ層205と、上部クラッド層207とが積層した半導体積層構造を有している。また、光合流器52の両側には、上部クラッド層207からエッチストップ層205の表面に到るまでの深さにトレンチ溝59が形成されている。このトレンチ溝59によって光合流器52のリッジ形状が形成されている。また、トレンチ溝59の外側には、エッチストップ層205の上に、上部クラッド層207とコンタクト層208が積層されているサポート部57が形成されている。さらに、トレンチ溝59の内壁を含めた半導体積層構造の表面は保護膜209によって覆われている。また、トレンチ溝59はポリイミド210によって埋められている。なお、半導体光変調器54については、半導体光増幅器53と同一の断面構造を有している。   FIG. 11 is a cross-sectional view of the main portion of the chip 42 shown in FIG. 7 taken along the line CC, and shows a cross-sectional structure of the optical combiner 52. As shown in FIG. 11, the optical combiner 52 has a lower clad layer 214 made of non-doped InP and a passive core layer 215 made of 1.35Q GaInAsP on a substrate 202 having an n-side electrode 201 formed on the back surface. The upper cladding layer 216 made of non-doped InP, the etch stop layer 205, and the upper cladding layer 207 are stacked. In addition, trench grooves 59 are formed on both sides of the optical combiner 52 to a depth from the upper cladding layer 207 to the surface of the etch stop layer 205. The trench groove 59 forms the ridge shape of the optical combiner 52. A support portion 57 in which an upper cladding layer 207 and a contact layer 208 are stacked is formed on the etch stop layer 205 outside the trench groove 59. Further, the surface of the semiconductor stacked structure including the inner wall of the trench groove 59 is covered with a protective film 209. The trench groove 59 is filled with polyimide 210. The semiconductor optical modulator 54 has the same cross-sectional structure as the semiconductor optical amplifier 53.

(製造方法)
つぎに、集積型半導体レーザ素子用のチップ42の製造方法について、図12〜図14を参照して説明する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the chip 42 for the integrated semiconductor laser device will be described with reference to FIGS.

はじめに、MOCVD(Metal Organic chemical Vapor Deposition)結晶成長装
置を用い、成長温度600度において、基板202上にバッファ層を成長し、さらに、活
性コア層203、上部クラッド層204、エッチストップ層205、GaInAsP層2
20、およびp型のInPからなるキャップ保護層221を順次成長する(図12(a)参照)。
First, using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) crystal growth apparatus, a buffer layer is grown on the substrate 202 at a growth temperature of 600 degrees, and further, an active core layer 203, an upper clad layer 204, an etch stop layer 205, GaInAsP Layer 2
20 and a cap protective layer 221 made of p-type InP are sequentially grown (see FIG. 12A).

なお、各半導体層の特性を例示すると、活性コア層203は、InGaAsPからなり
、多重量子井戸(MQW:Multi Quantum Well)構造の上下に3段階の分離閉じ込めヘテロ構造(SCH:Separate Confinement Heterostructure)を形成したMQW−SCH構造を有する。なお、MQWは例えば、6層の厚さ6nmの井戸層と厚さ10nmの障壁層とが交互に積層された、いわゆる6QWの構造を有する。また、上部クラッド層204、エッチストップ層205、GaInAsP層220、およびキャップ保護層221の厚さはそれぞれ30nm、10nm、20nm、10nmである。
As an example of the characteristics of each semiconductor layer, the active core layer 203 is made of InGaAsP, and a three-stage separate confinement heterostructure (SCH) is formed above and below a multi quantum well (MQW) structure. It has a formed MQW-SCH structure. The MQW has, for example, a so-called 6QW structure in which six well layers with a thickness of 6 nm and barrier layers with a thickness of 10 nm are alternately stacked. Further, the thicknesses of the upper cladding layer 204, the etch stop layer 205, the GaInAsP layer 220, and the cap protection layer 221 are 30 nm, 10 nm, 20 nm, and 10 nm, respectively.

つぎに、DFBレーザ51a−1〜51a−6を形成すべき領域において、ICP(Inductive Coupling Plasma)−RIE(Reactive Ion Etcher)によって、GaInAsP層220の底面に到る深さまで、周期240nm程度の回折格子状にエッチングする(図12(b)参照)。なお、上記周期は、DFBレーザ51a−1〜51a−6を形成する各領域によって異なるようにする。
なお、図8に示すように、各チップ42は、X方向へ並んで形成されている。また、各チップは、X方向に垂直なY方向において隣接するチップとは、X方向へ、ずれ幅Ta(Ta=Sa/2、Saはチップ42のX方向の幅)だけずれて形成されている。
Next, in a region where the DFB lasers 51a-1 to 51a-6 are to be formed, diffraction with a period of about 240 nm is performed by ICP (Inductive Coupling Plasma) -RIE (Reactive Ion Etcher) to a depth reaching the bottom surface of the GaInAsP layer 220. Etching is performed in a lattice pattern (see FIG. 12B). The period is made different depending on each region in which the DFB lasers 51a-1 to 51a-6 are formed.
In addition, as shown in FIG. 8, each chip | tip 42 is formed along with the X direction. Each chip is formed so as to be shifted from the adjacent chip in the Y direction perpendicular to the X direction by a shift width Ta (Ta = Sa / 2, Sa is the width of the chip 42 in the X direction) in the X direction. Yes.

すなわち、ICP−RIEによって、GaInAsP層220の底面に到る深さまで、周期240nm程度の回折格子状にエッチングする際に、各チップ42が、Y方向において隣接するチップとは、X方向へずれ幅Taずれるように形成される。このため、エッチングされた、それぞれのチップのトレンチ溝55および56は、Y方向においてこのチップと隣接するチップのトレンチ溝58とつながることはなく、各トレンチ溝は個々に分離された溝となる。
なお、上述したように、例えば図8おいて、下から2段目に形成されたチップ42のコンタクト層は、最下段に形成された2つのチップのコンタクト層と繋がっており、また下から3段目に形成された2つのチップ42のコンタクト層とも繋がっている。このため各チップ42はY方向においては、図8における上下で隣接する4つのチップ42と電気的に接続されている。また、各チップ42は、Y方向で隣接するチップ42を介して、X方向で隣接するチップ42と電気的に接続されている。すなわち、各チップは、Y方向に加え、X方向においても隣接するチップと電気的に接続されている。
That is, when ICP-RIE is used to etch a diffraction grating having a period of about 240 nm to a depth reaching the bottom surface of the GaInAsP layer 220, each chip 42 is displaced in the X direction from the adjacent chip in the Y direction. It is formed so as to be shifted by Ta. Therefore, the etched trench grooves 55 and 56 of each chip are not connected to the trench groove 58 of the chip adjacent to this chip in the Y direction, and each trench groove is an individually separated groove.
As described above, for example, in FIG. 8, the contact layer of the chip 42 formed in the second stage from the bottom is connected to the contact layers of the two chips formed in the bottom stage, and 3 from the bottom. It is also connected to the contact layer of the two chips 42 formed at the stage. Therefore, each chip 42 is electrically connected to the four chips 42 adjacent in the vertical direction in FIG. 8 in the Y direction. Each chip 42 is electrically connected to the chip 42 adjacent in the X direction via the chip 42 adjacent in the Y direction. That is, each chip is electrically connected to an adjacent chip in the X direction in addition to the Y direction.

つぎに、DFBレーザ51a−1〜51a−6、半導体光増幅器53、および半導体光変調器54を形成するアクティブ領域をSiNからなる保護マスクM1で覆い、アクティブ領域以外の領域(以下、パッシブ領域とする)をICP−RIEと硫酸によるウェットエッチングとにより、活性コア層203の底面に到る深さまでエッチングし、活性コア層203を除去する(図12(c)参照)。   Next, an active region for forming the DFB lasers 51a-1 to 51a-6, the semiconductor optical amplifier 53, and the semiconductor optical modulator 54 is covered with a protective mask M1 made of SiN, and a region other than the active region (hereinafter referred to as a passive region). Is etched to a depth reaching the bottom surface of the active core layer 203 by ICP-RIE and wet etching with sulfuric acid to remove the active core layer 203 (see FIG. 12C).

つぎに、パッシブ領域に、光合流器52を形成するための半導体積層構造を形成する。具体的には、下部クラッド層214、受動コア層215、上部クラッド層216、およびエッチストップ層205を順次バットジョイント成長によって再成長する(図12(d)参照)。なお、受動コア層215の厚さはたとえば300nmとし、活性コア層203と厚さ方向の中心を一致させて接続するようにする。   Next, a semiconductor stacked structure for forming the optical combiner 52 is formed in the passive region. Specifically, the lower cladding layer 214, the passive core layer 215, the upper cladding layer 216, and the etch stop layer 205 are sequentially regrown by butt joint growth (see FIG. 12D). Note that the passive core layer 215 has a thickness of, for example, 300 nm, and is connected to the active core layer 203 with the center in the thickness direction aligned.

つぎに、保護マスクM1を除去した後に全面に上部クラッド層207とコンタクト層208とを順次成長する。これによって、DFBレーザアレイ51、光合流器52、半導体光増幅器53、および半導体光変調器54を構成するリッジ型光導波路を形成するためのスラブ型光導波が形成される。その後、光合流器52上のコンタクト層208を除去する(図12(e)、(f)参照)。なお、サポート領域57のコンタクト層208は除去しない。   Next, after removing the protective mask M1, an upper cladding layer 207 and a contact layer 208 are sequentially grown on the entire surface. As a result, a slab optical waveguide for forming a ridge optical waveguide constituting the DFB laser array 51, the optical combiner 52, the semiconductor optical amplifier 53, and the semiconductor optical modulator 54 is formed. Thereafter, the contact layer 208 on the optical combiner 52 is removed (see FIGS. 12E and 12F). The contact layer 208 in the support region 57 is not removed.

つぎに、図7のA−A線断面に対応する図13を用いて説明する。まず、トレンチ溝を形成するための保護マスクM2を形成し、ICP−RIEによってドライエッチングを行なう(図13(a)参照)。このとき、エッチストップ層205までエッチングしないようにする。つぎに、塩酸:燐酸=1:3のエッチャントにより、エッチストップ層205の表面まで等方的にエッチングを行ない、その後、バッファードフッ酸によって保護マスクM2を除去する(図13(b)参照)。これによって、後工程において各トレンチ溝55、56、58、59となるトレンチ溝45が形成されるとともに、後工程においてDFBレーザアレイ51を形成するためのリッジ型光導波路、ならびに光合流器52、半導体光増幅器53、および半導体光変調器54を形成するためのリッジ型光導波路となるリッジ型光導波路46が形成される。その後、全面に保護膜209を形成する(図13(c)参照)。なお、最外トレンチ溝55は、その幅が内側トレンチ溝56の幅よりも広くなるように形成する。トレンチ溝58、59の幅はたとえば最外トレンチ溝55と同一にする。   Next, a description will be given with reference to FIG. 13 corresponding to the cross section taken along the line AA of FIG. First, a protective mask M2 for forming a trench is formed, and dry etching is performed by ICP-RIE (see FIG. 13A). At this time, the etch stop layer 205 is not etched. Next, the surface of the etch stop layer 205 is isotropically etched with an etchant of hydrochloric acid: phosphoric acid = 1: 3, and then the protective mask M2 is removed with buffered hydrofluoric acid (see FIG. 13B). . As a result, trench grooves 45 to be the trench grooves 55, 56, 58, 59 are formed in the subsequent process, and the ridge-type optical waveguide for forming the DFB laser array 51 in the subsequent process, and the optical combiner 52, A ridge-type optical waveguide 46 that is a ridge-type optical waveguide for forming the semiconductor optical amplifier 53 and the semiconductor optical modulator 54 is formed. Thereafter, a protective film 209 is formed on the entire surface (see FIG. 13C). The outermost trench groove 55 is formed so that its width is wider than that of the inner trench groove 56. The width of the trench grooves 58 and 59 is made the same as that of the outermost trench groove 55, for example.

つぎに、全面にポリイミド210を塗布する。その後2.38質量%の酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)によってウェットエッチングを行ない、DFBレーザ51a−1〜51a−6を形成するためのリッジ型光導波路の上部を露出させるいわゆる頭出しを行なう。その後、各トレンチ溝55、56、58、59に残されたポリイミド210をキュアして熱硬化する(図14(a)参照)。   Next, polyimide 210 is applied to the entire surface. Thereafter, wet etching is performed with 2.38% by mass of tetramethylammonium oxide (TMAH) to perform so-called cueing that exposes the upper portion of the ridge type optical waveguide for forming the DFB lasers 51a-1 to 51a-6. Thereafter, the polyimide 210 left in each trench groove 55, 56, 58, 59 is cured and thermally cured (see FIG. 14A).

つぎに、フォトリソグラフィ技術によって、DFBレーザ51a−1〜51a−6を形成するためのリッジ型光導波路ならびに半導体光増幅器53および半導体光変調器54を形成するためのリッジ型光導波路以外の領域をレジストで覆い、レジストで覆わなかったリッジ型光導波路の上部の保護膜209をRIEによってエッチング除去する。これによってコンタクト層208を露出させる。その後レジストを除去する(図14(b)参照)。   Next, regions other than the ridge type optical waveguide for forming the DFB lasers 51a-1 to 51a-6 and the ridge type optical waveguide for forming the semiconductor optical amplifier 53 and the semiconductor optical modulator 54 are formed by photolithography. The protective film 209 on the upper portion of the ridge-type optical waveguide covered with the resist and not covered with the resist is etched away by RIE. As a result, the contact layer 208 is exposed. Thereafter, the resist is removed (see FIG. 14B).

つぎに、フォトリソグラフィ技術によって、p側電極211を形成するためのパターン
を有するレジストを形成し、全面にAuZn膜を蒸着した後にアセトンによるリフトオフ
を行なう。これによってp側電極211を形成する(図14(c)参照)。
Next, a resist having a pattern for forming the p-side electrode 211 is formed by a photolithography technique, an AuZn film is deposited on the entire surface, and then lift-off with acetone is performed. Thus, the p-side electrode 211 is formed (see FIG. 14C).

つぎに、Ti/Ptの2層構造の電極パッド212、およびp側電極211と電極パッ
ド212との接触抵抗を低減するためのAuメッキ層213を形成する((図14(d)、(e
)参照))。Auメッキ層213を形成する際には、まず半導体ウエハ40をメッキ溶液へ浸し、半導体ウエハ40の上部溶液中にプラスのメッキ電極として円盤電極を配置し、さらに半導体ウエハ40の外周部へマイナスのメッキ電極としてリング電極を接触させる。この状態で、直流電流を流して、電解メッキを行いAu膜を析出させる。なお、このp側電極211、電極パッド212、およびAuメッキ層213の形成は、半導体光増幅器53および半導体光変調器54を形成するためのリッジ型光導波路に対しても行なう。
Next, an electrode pad 212 having a two-layer structure of Ti / Pt, and an Au plating layer 213 for reducing the contact resistance between the p-side electrode 211 and the electrode pad 212 are formed (FIGS. 14D and 14E).
)reference)). When forming the Au plating layer 213, first, the semiconductor wafer 40 is immersed in a plating solution, a disk electrode is disposed as a positive plating electrode in the upper solution of the semiconductor wafer 40, and a negative electrode is formed on the outer periphery of the semiconductor wafer 40. A ring electrode is brought into contact as a plating electrode. In this state, a direct current is passed and electrolytic plating is performed to deposit an Au film. The p-side electrode 211, the electrode pad 212, and the Au plating layer 213 are also formed on the ridge type optical waveguide for forming the semiconductor optical amplifier 53 and the semiconductor optical modulator 54.

その後、基板202の裏面全面を研磨し、研磨した裏面にAuGeNi/Au膜を蒸着してn側電極201を形成した後、オーミックコンタクトをとるために430℃で焼結(シンタ)する。最後に、素子分離して集積型半導体レーザ素子が完成する。   Thereafter, the entire back surface of the substrate 202 is polished, an AuGeNi / Au film is deposited on the polished back surface to form an n-side electrode 201, and then sintered (sintered) at 430 ° C. to make ohmic contact. Finally, the integrated semiconductor laser element is completed by separating the elements.

以上説明したように、各チップ42のトレンチ溝55、56および59は、他のチップのトレンチ溝から分離されているため、各チップのコンタクト層は、Y方向の一端において、Y方向に隣接する2つのチップのコンタクト層と繋がり、他端においても2つのチップのコンタクト層と繋がっているため、各チップは、Y方向に隣接するチップを介して、X方向においても電気的に接続されている。このため、電界メッキによりAuメッキ層213を形成する際に、各チップがX方向においては電気的に絶縁されている従来の半導体ウエハに比べ抵抗分布のばらつきが低減し、チップ間の電位差も低減するので、陰極電流密度のばらつきも低減する。電解メッキによりAuメッキ層213を形成する場合には、形成されるAuメッキ層の膜厚は、陰極電流密度(A/m2)に比例するため、Auメッキ層129の膜厚のばらつきも低減される。   As described above, since the trench grooves 55, 56 and 59 of each chip 42 are separated from the trench grooves of other chips, the contact layer of each chip is adjacent to the Y direction at one end in the Y direction. Since it is connected to the contact layer of the two chips and also connected to the contact layer of the two chips at the other end, each chip is electrically connected also in the X direction via a chip adjacent to the Y direction. . For this reason, when forming the Au plating layer 213 by electroplating, the resistance distribution variation is reduced and the potential difference between the chips is reduced as compared with the conventional semiconductor wafer in which each chip is electrically insulated in the X direction. Therefore, the variation in cathode current density is also reduced. When the Au plating layer 213 is formed by electrolytic plating, the thickness of the Au plating layer to be formed is proportional to the cathode current density (A / m 2), so that the variation in the thickness of the Au plating layer 129 is also reduced. The

なお、図15に、本実施の形態における、チップとメッキ電極の間の距離、チップとメッキ電極の間の抵抗およびAuメッキ層の厚さとの関係を示す。Auメッキ層の厚さのばらつきは、2.5μm〜11μmであり、最小Auメッキ層の厚さに対する最大Auメッキ層の厚さに比率は、4.4である。一方、各チップを碁盤目状に配置した従来の形態においては、Auメッキ層の厚さのばらつきは、0.5μm〜10μmであり、最小Auメッキ層の厚さに対する最大Auメッキ層の厚さに比率は、20である。すなわち、本実施の形態においては、最小Auメッキ層の厚さに対する最大Auメッキ層の厚さに比率が5であり、従来に比べて1/4以下に低減していることがわかる。   FIG. 15 shows the relationship between the distance between the chip and the plating electrode, the resistance between the chip and the plating electrode, and the thickness of the Au plating layer in the present embodiment. The variation in the thickness of the Au plating layer is 2.5 μm to 11 μm, and the ratio of the maximum Au plating layer thickness to the minimum Au plating layer thickness is 4.4. On the other hand, in the conventional form in which the chips are arranged in a grid pattern, the variation in the thickness of the Au plating layer is 0.5 μm to 10 μm, and the thickness of the maximum Au plating layer with respect to the thickness of the minimum Au plating layer The ratio is 20. That is, in this embodiment, the ratio of the thickness of the maximum Au plating layer to the thickness of the minimum Au plating layer is 5, which indicates that the ratio is reduced to ¼ or less compared to the conventional case.

また、分割されたチップ12間においても、Auメッキ層213の厚さのばらつきが抑制される。その結果、ひとつの半導体ウエハから分割されて作製された発光素子間の電気特性あるいは熱抵抗のばらつきも抑制される。このため、半導体発光素子の製造歩留まりも向上する。   In addition, variation in the thickness of the Au plating layer 213 is also suppressed between the divided chips 12. As a result, variation in electrical characteristics or thermal resistance between light emitting elements manufactured by dividing from one semiconductor wafer is also suppressed. For this reason, the manufacturing yield of the semiconductor light emitting device is also improved.

なお、上記の実施の形態2においては、各チップ42は、Y方向において隣接するチップとは、ずれ幅Ta=Sa/2(SaはチップのX方向における幅とする)だけX方向へずれて形成されているが、これに限定されるものではない。
図7に示すように、各チップのY方向における両端部において、トレンチ溝およびリッジ部が設けられている素子領域の幅をS1およびS2としたとき、ずれ幅Taは下記の式を満たすものであればよい。
S1/2+S2/2<Ta≦Sa/2
In the second embodiment, each chip 42 is shifted in the X direction from the adjacent chip in the Y direction by a shift width Ta = Sa / 2 (Sa is a width in the X direction of the chip). Although formed, it is not limited to this.
As shown in FIG. 7, when the widths of the element regions where the trench grooves and the ridge portions are provided at both ends in the Y direction of each chip are S1 and S2, the deviation width Ta satisfies the following formula. I just need it.
S1 / 2 + S2 / 2 <Ta ≦ Sa / 2

なお、上記実施の形態に係るDFBレーザアレイおよびこれを備えた集積型半導体レーザ素子は、波長1550nm帯用にその化合物半導体や電極等の材料、サイズ等が設定されている。しかしながら、各材料やサイズ等は、光通信波長帯域内の増幅すべき光の波長に応じて適宜設定でき、特に限定はされない。   Note that the DFB laser array and the integrated semiconductor laser element including the DFB laser array according to the above-described embodiment have materials, sizes, and the like such as compound semiconductors and electrodes for wavelengths of 1550 nm. However, each material, size, and the like can be appropriately set according to the wavelength of light to be amplified within the optical communication wavelength band, and are not particularly limited.

また、上記実施の形態では、半導体光導波路アレイ素子を構成する各リッジ型光導波路の幅、および各トレンチ溝の深さが等しいが、各リッジ型光導波路の幅または各トレンチ溝の深さは異なっていてもよい。   In the above embodiment, the width of each ridge type optical waveguide and the depth of each trench groove constituting the semiconductor optical waveguide array element are equal, but the width of each ridge type optical waveguide or the depth of each trench groove is May be different.

また、上記実施の形態では、有機絶縁材料としてポリイミドを用いているが、ベンゾシクロブテン(BCB)樹脂などの他の有機絶縁材料を用いてもよい。   In the above embodiment, polyimide is used as the organic insulating material, but other organic insulating materials such as benzocyclobutene (BCB) resin may be used.

また、上記実施の形態では、半導体導波路アレイ素子がDFBレーザアレイであるが、本発明はリッジ型光導波路がアレイ状に配列されたあらゆる半導体光導波路アレイ素子に適用可能である。たとえば、本発明は、パッシブなリッジ型光導波路をアレイ状に配列して複数の光信号を並列的に導波する半導体導波路アレイ素子、半導体光増幅器アレイ、あるいは半導体光変調器アレイを製造する場合にも適用できる。また、上記実施の形態では、リッジ型光導波路が、トレンチ溝がコア層に到達しない深さに形成されたローメサ構造のものであるが、トレンチ溝がコア層よりも深い位置まで形成されたハイメサ構造のリッジ型光導波路である場合にも本発明は適用できる。   In the above embodiment, the semiconductor waveguide array element is a DFB laser array. However, the present invention is applicable to any semiconductor optical waveguide array element in which ridge-type optical waveguides are arranged in an array. For example, the present invention manufactures a semiconductor waveguide array element, a semiconductor optical amplifier array, or a semiconductor optical modulator array that guides a plurality of optical signals in parallel by arranging passive ridge-type optical waveguides in an array. It can also be applied to cases. In the above embodiment, the ridge type optical waveguide has a low mesa structure in which the trench groove is formed at a depth that does not reach the core layer, but the high mesas in which the trench groove is formed deeper than the core layer. The present invention can also be applied to a ridge type optical waveguide having a structure.

10,40,60 半導体ウエハ
12,42,62 チップ
14,16,55,56,58,59,64,66 トレンチ溝
18,46,68 リッジ導波路
20,22,57,70 サポート部
26 窓
51 DFBレーザアレイ
51a−1〜51a−6 DFBレーザ
51b−1〜51b−5 サポートメサ
52 光合流器
53 半導体光増幅器
54 半導体光変調器
101 チップの上面
102 チップの底面
110 n−InP基板
112 n−InPクラッド層
114 SCH−MQW活性層
116 第1のP−InPクラッド層
117 p−AlInAs層
118 p−AlInAs層
119 p−AlInAsを含む層
120 AlInAsを酸化した酸化絶縁物層
122 第2のP−InPクラッド層
124 p−GaInAsコンタクト層
126 SiNX膜
128 p側電極
129 Auメッキ層
130 n側電極
140 マスク
201 n側電極
202 基板
203 活性コア層
204,207 上部クラッド層
205 エッチストップ層
206 グレーティング層
208 コンタクト層
209 保護膜
210 ポリイミド
211 p側電極
212 電極パッド
213 Auメッキ層
214 下部クラッド層
215 受動コア層
216 上部クラッド層
220 GaInAsP層
221 キャップ保護層
M1,M2 保護マスク

10, 40, 60 Semiconductor wafers 12, 42, 62 Chips 14, 16, 55, 56, 58, 59, 64, 66 Trench grooves 18, 46, 68 Ridge waveguides 20, 22, 57, 70 Support portion 26 Window 51 DFB laser arrays 51a-1 to 51a-6 DFB lasers 51b-1 to 51b-5 Support mesa 52 Optical combiner 53 Semiconductor optical amplifier 54 Semiconductor optical modulator 101 Chip top surface 102 Chip bottom surface 110 n-InP substrate 112 n- InP clad layer 114 SCH-MQW active layer 116 First P-InP clad layer 117 p-AlInAs layer 118 p-AlInAs layer 119 p-AlInAs-containing layer 120 Oxide insulator layer 122 obtained by oxidizing AlInAs Second P- InP cladding layer 124 p-GaInAs contact layer 126 SiNx film 28 p-side electrode 129 Au plating layer 130 n-side electrode 140 mask 201 n-side electrode 202 substrate 203 active core layers 204 and 207 upper cladding layer 205 etch stop layer 206 grating layer 208 contact layer 209 protective film 210 polyimide 211 p-side electrode 212 Electrode pad 213 Au plating layer 214 Lower cladding layer 215 Passive core layer 216 Upper cladding layer 220 GaInAsP layer 221 Cap protection layer M1, M2 Protection mask

Claims (8)

複数個の、リッジ型半導体発光素子用のチップが形成されている半導体ウエハであって、
前記チップが、基板の上に形成された半導体積層構造と、該半導体積層構造の表面側から、該表面上の第1方向へ延在するように形成された少なくとも2本のトレンチ溝と、該トレンチ溝の間に形成されたリッジ部と、該リッジ部の上に形成され、少なくとも前記第1の方向と垂直な第2の方向において分離されている電極と、該電極の上に電界メッキにより形成された金属層とを有するものであり、
各チップが、前記第2方向において該チップと隣接するチップとは、並んで形成され、かつ前記第1方向において該チップと隣接するチップとは、前記第2方向へずれて形成され、
前記各チップのトレンチ溝と、前記第1方向において該チップと隣接するチップのトレンチ溝とが分離されていることを特徴とする半導体ウエハ。
A plurality of semiconductor wafers on which chips for a ridge type semiconductor light emitting element are formed,
A semiconductor multilayer structure formed on a substrate; and at least two trench grooves formed so as to extend from a surface side of the semiconductor multilayer structure in a first direction on the surface; A ridge formed between the trench grooves, an electrode formed on the ridge and separated in at least a second direction perpendicular to the first direction, and electroplating on the electrode Having a formed metal layer,
Each chip is formed side by side with the chip adjacent to the chip in the second direction, and formed to be shifted in the second direction from the chip adjacent to the chip in the first direction,
A semiconductor wafer, wherein a trench groove of each chip is separated from a trench groove of a chip adjacent to the chip in the first direction.
前記半導体発光素子が、少なくとも、3本のトレンチ溝と2本のリッジ部とを有するレーザアレイ素子であり、前記各チップの前記第2方向の幅をSaとし、各チップの第1方向における両端部において、前記トレンチ溝および前記リッジ部が設けられている素子領域の幅をS1およびS2としたとき、
前記各チップと前記第1方向において該チップと隣接するチップとの間のずれ幅Taは、
S1/2+S2/2<Ta≦St/2
であることを特徴とする請求項1記載の半導体ウエハ。
The semiconductor light emitting element is a laser array element having at least three trench grooves and two ridge portions, and the width of each chip in the second direction is Sa, and both ends of each chip in the first direction are In the portion, when the width of the element region provided with the trench groove and the ridge portion is S1 and S2,
The deviation width Ta between each chip and the chip adjacent to the chip in the first direction is:
S1 / 2 + S2 / 2 <Ta ≦ St / 2
The semiconductor wafer according to claim 1, wherein:
前記半導体発光素子が2本のトレンチ溝と、1本のリッジ部とを有するシングルストライプレーザ素子であり、前記各チップの前記第2方向の幅をSt、トレンチ溝の幅をSdとしたとき、前記各チップと前記第1方向において該チップと隣接するチップとの間のずれ幅Tsは、
Sd<Ts≦St/2
であることを特徴とする請求項1記載の半導体ウエハ。
The semiconductor light emitting device is a single stripe laser device having two trench grooves and one ridge portion, and when the width in the second direction of each chip is St and the width of the trench groove is Sd, The shift width Ts between each chip and the chip adjacent to the chip in the first direction is:
Sd <Ts ≦ St / 2
The semiconductor wafer according to claim 1, wherein:
前記リッジ部の幅をSrとしたとき、前記ずれ幅Tsは、
Ts≦Sr/2+Sd/2
であることを特徴とする請求項3記載の半導体ウエハ。
When the width of the ridge portion is Sr, the deviation width Ts is:
Ts ≦ Sr / 2 + Sd / 2
The semiconductor wafer according to claim 3, wherein:
前記各チップが、第1の方向へ同一方向を向いて形成されていることを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の半導体ウエハ。   5. The semiconductor wafer according to claim 1, wherein each of the chips is formed so as to face the same direction in the first direction. 前記請求項1から5のいずれか1項に記載された半導体ウエハからチップへ分割され、
前記チップの前記第1方向の端面へ端面処理が施されていることを特徴とする半導体発光素子。
The semiconductor wafer according to any one of claims 1 to 5 is divided into chips,
A semiconductor light emitting device, wherein an end surface treatment is applied to an end surface of the chip in the first direction.
複数個の、リッジ型半導体発光素子用のチップが形成されている半導体ウエハの製造方法であって、
基板の上に形成された半導体積層構造と、該半導体積層構造の表面側から、該表面上の第1方向へ延在するように形成された少なくとも2本のトレンチ溝と、該トレンチ溝の間に形成されたリッジ部と、該リッジ部の上に形成され、少なくとも前記第1の方向と垂直な第2の方向において分離されている電極と、該電極の上に電界メッキにより形成された金属層とを有するチップを形成する工程を有し、
前記チップを形成する工程において、各チップが、前記第1方向と垂直な第2方向において該チップと隣接するチップとは、並んで形成され、かつ前記第1方向において該チップと隣接するチップとは、前記第2方向へずれて形成され、
前記各チップのトレンチ溝と、前記第1方向において該チップと隣接するチップのトレンチ溝とが分離されるように形成されることを特徴とする半導体ウエハの製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor wafer in which a plurality of chips for a ridge type semiconductor light emitting device are formed,
A semiconductor multilayer structure formed on the substrate; at least two trench grooves formed to extend in a first direction on the surface from a surface side of the semiconductor multilayer structure; and between the trench grooves A ridge formed on the ridge, an electrode formed on the ridge and separated in at least a second direction perpendicular to the first direction, and a metal formed on the electrode by electroplating Forming a chip having a layer,
In the step of forming the chip, each chip is formed side by side with the chip adjacent to the chip in the second direction perpendicular to the first direction, and the chip adjacent to the chip in the first direction; Is formed shifted in the second direction,
A method of manufacturing a semiconductor wafer, wherein the trench groove of each chip and the trench groove of a chip adjacent to the chip in the first direction are separated.
請求項7に記載された方法で製造された半導体ウエハをチップへ分割する工程と、
該チップへ端面処理を施して半導体発光素子を製造する工程とを有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
Dividing the semiconductor wafer manufactured by the method according to claim 7 into chips;
And a step of manufacturing a semiconductor light emitting device by subjecting the chip to an end face treatment.
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