專利名稱：在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法。
背景技術(shù)：
未經(jīng)審查的日本專利申請公開No. 2007-123374披露了一種在激光二極管(LD)線陣的端面上形成涂布膜的方法。在該文獻(xiàn)所披露的涂布膜形成方法中，首先在半導(dǎo)體基板上形成包括活性層的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。接下來，割開半導(dǎo)體基板以便形成LD線陣。隨后，排列LD線陣并使LD線陣的被割開的端面面向上方，并且將間隔物設(shè)置在相鄰的LD線陣之間。然后，在每個LD線陣的被割開的端面上形成涂布膜。每個間隔物的厚度小于或等于每個LD線陣在與被割開的端面垂直的方向上的寬度。

發(fā)明內(nèi)容
出于將從半導(dǎo)體激光器的正面發(fā)出的激光強(qiáng)度和從半導(dǎo)體激光器的背面發(fā)出的激光強(qiáng)度之間的比例調(diào)整為所需值以及保護(hù)激光發(fā)射端面的目的，在半導(dǎo)體激光器的端面上形成涂布膜。以下所述為涂布膜形成方法的一個實例。具體來說，首先在半導(dǎo)體晶片(基板)上形成包括活性層的多個半導(dǎo)體層。形成有多個半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體晶片包括設(shè)置有半導(dǎo)體激光器的多個區(qū)域(在下文中稱為半導(dǎo)體激光器區(qū)域)。接下來，分別在晶片上的半導(dǎo)體激光器區(qū)域中形成條狀電極。隨后，沿著與條狀電極的縱向垂直的方向割開晶片。從而，形成各自具有多個半導(dǎo)體激光器的多個LD線陣。圖20A是LD線陣100中的一個線陣的俯視圖。圖20B是沿著圖20A中的線X-X截取的剖視圖。每個LD線陣100包括基板102、疊置在基板102上的多個半導(dǎo)體層104、形成在半導(dǎo)體層104上的絕緣膜116、多個條狀電極106、以及用于通過條狀電極106將電流引入到相應(yīng)的半導(dǎo)體激光器中的多個焊盤108。此夕卜，如圖20B所示，在基板102的背面上形成有電極110。LD線陣100具有通過切割而形成的端面IOOa和IOOb0隨后，如圖21所示，將多個LD線陣100排列在平坦的支撐表面112上并且使端面IOOa(或100b)面向上方。為了避免在端面IOOa(或100b)上形成涂布膜之后無法將相鄰的LD線陣100彼此分離，將多個間隔物114設(shè)置在相鄰的LD線陣100之間。例如，間隔物114是由硅構(gòu)成的長板狀部件。上述未經(jīng)審查的日本專利申請公開No. 2007-123374披露了間隔物114各自的厚度Ta小于或等于每個LD線陣100的寬度Tb。LD線陣100的寬度Tb是端面IOOa和IOOb之間的距離，并且與激光器諧振腔的長度對應(yīng)。在這一步驟之后，通過夾緊等方式從每個LD線陣100的相反兩側(cè)將力施加在LD線陣100上，以便防止LD線陣100在涂布膜形成工序中掉落。在保持這種狀態(tài)的同時，在LD線陣100的端面IOOa (或100b)上形成涂布膜。然而，上述涂布膜形成方法具有如下問題。近年來，存在對具有高頻調(diào)制特性的半導(dǎo)體激光器的需求。為了滿足這樣的需求，需要縮短半導(dǎo)體激光器的諧振腔長度。如果想要減小每個LD線陣100的寬度Tb來獲得半導(dǎo)體激光器的更短的諧振腔長度，則不可避免地需要減小每個間隔物114的厚度Ta。這導(dǎo)致間隔物114的機(jī)械強(qiáng)度降低。從而，如圖22所示，當(dāng)在涂布膜形成工序中有力施加在每個間隔物114的兩個側(cè)表面上時，在間隔物114中會發(fā)生例如扭轉(zhuǎn)和翹曲等變形。因此，間隔物114的邊緣頂壓在條狀電極106上，從而有可能損壞(壓陷)條狀電極106。如果條狀電極106被損壞(被壓陷)，則半導(dǎo)體激光器的可靠性降低。根據(jù)本發(fā)明的一種在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法包括下述步驟通過在基板的主表面上形成包括活性層的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)來制備外延晶片；在所述外延晶片的所述多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成多個條狀電極和多個焊盤，所述條狀電極的縱向沿著第一方向延伸并且所述條狀電極沿著與所述第一方向垂直的第二方向排列，所述焊盤分別與所述條狀電極電連接；在所述外延晶片的所述多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成凸出部分；通過沿著所述第二方向切割所述外延晶片來形成多個激光二極管線陣；將所述激光二極管線陣排列在支撐表面上以便所述激光二極管線陣的側(cè)表面朝向所述支撐表面的法向，并且將間隔物設(shè)置在所述激光二極管線陣之間；以及在所述激光二極管線陣的側(cè)表面上形成涂布膜。另夕卜，所述凸出部分的從所述基板的主表面起算的高度大于所述條狀電極的高度。此外，所述激光二極管線陣具有至少一個所述凸出部分。在該在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法中，在外延晶片的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成凸出部分。激光二極管(LD)線陣可以具有至少一個凸出部分。然后，在隨后的排列LD線陣的步驟中，將LD線陣排列在支撐表面上，以便各個LD線陣并排擺放且每個LD線陣的側(cè)表面朝向該支撐表面的法向，即LD線陣朝向同一方向。因此，每個LD線陣上的凸出部分置于多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的間隔物之間。由于凸出部分與主表面相距的高度大于條狀電極的高度，所以可以防止間隔物與條狀電極接觸。因此，可以減少間隔物對條狀電極造成的損壞。此外，在上述在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法中，凸出部分可以與焊盤同時形成，并且凸出部分和焊盤優(yōu)選由同一種金屬材料構(gòu)成。從而，可以容易地形成凸出部分而無需額外的形成工序。此外，在上述在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法中，制備外延晶片的步驟可以包括在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成絕緣膜。另外，可以通過蝕刻多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上的絕緣膜的一部分來形成凸出部分。此外，在上述在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法中，凸出部分的從基板的主表面起算的高度優(yōu)選小于或等于焊盤的從該主表面起算的高度。在將LD線陣排列在支撐表面上時，如果在間隔物和LD線陣上的焊盤之間形成間隙，則用于形成涂布膜的氣體可能會流入這些間隙中并且覆蓋每個焊盤的至少一部分。與此對比，通過將凸出部分的高度設(shè)定為小于或等于焊盤的高度，可以使焊盤和間隔物彼此接觸。于是，焊盤的表面不會被涂布膜覆蓋。因此，當(dāng)將導(dǎo)線焊接在焊盤上時，可以在導(dǎo)線和焊盤之間實現(xiàn)有利的電接觸。此外，在上述在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法中，凸出部分與LD線陣的側(cè)表面相距的距離優(yōu)選小于LD線陣的側(cè)表面和焊盤之間的距離。從而，當(dāng)LD線陣被排列在支撐表面上時，凸出部分的上端的位置高于焊盤?？梢岳猛钩霾糠钟行У胤乐?間隔物的邊緣和條狀電極彼此接觸。
此外，優(yōu)選的是上述在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法還包括在基板的背面中形成沿著第二方向延伸的凹槽。此外，形成LD線陣的步驟優(yōu)選包括沿著凹槽將外延晶片切割成小塊。從而，在每個LD線陣的背面中形成凹陷部分。當(dāng)在LD線陣的側(cè)表面上形成涂布膜時，該涂布膜沿著凹陷部分適當(dāng)?shù)胤蛛x。在常規(guī)的在半導(dǎo)體激光器的端面上形成涂布膜的方法中，使用的是比LD線陣薄的間隔物。在這種常規(guī)方法中，通過在每個LD線陣的背面和間隔物之間形成不平表面來分離涂布膜。與此對比，根據(jù)本發(fā)明的上述方法，無論間隔物的厚度如何都可以分離涂布膜，從而允許使用較厚的間隔物。因此，提高了間隔物的機(jī)械強(qiáng)度從而減少了間隔物的變形，并且可以進(jìn)一步減少間隔物對條狀電極造成的損壞。
此外，在上述在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法中，凹槽的深度優(yōu)選為30 pm或更小。通過這樣限制凹槽的深度，可以適當(dāng)?shù)乇３滞庋泳诒环指畛啥鄠€LD線陣之前的機(jī)械強(qiáng)度。此外，在上述在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法中，凸出部分與LD線陣的側(cè)表面相距的距離優(yōu)選大致等于LD線陣的側(cè)表面和凹槽的側(cè)壁之間的距離。從而，當(dāng)在排列LD線陣的步驟中將LD線陣排列在支撐表面上時，可以將凹陷部分與支撐表面相距的深度設(shè)定為大致等于凸出部分的高度，從而可以將LD線陣穩(wěn)定地支撐在適當(dāng)位置。此外，在上述在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法中，LD線陣在與第二方向垂直的方向上的寬度可以小于或等于200 iim。當(dāng)LD線陣具有較小的寬度時，間隔物需要減小厚度，從而導(dǎo)致間隔物容易變形。本發(fā)明的上述在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法在這種情況下特別有利。即使當(dāng)LD線陣具有這樣較小的寬度時，也可以防止間隔物與條狀電極接觸，從而減少間隔物對條狀電極造成的損壞。


圖I是示出根據(jù)實施例的涂布膜形成方法的流程圖。圖2示出外延晶片。圖3是在形成電極的步驟中從具有絕緣膜的頂表面?zhèn)?在下文中稱為絕緣膜側(cè))所看到的外延晶片的俯視圖。圖4A和4B示出形成電極的步驟,其中，圖4A是示出從絕緣膜側(cè)所看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域中的一個區(qū)域的簡圖，而圖4B是沿著圖4A中的線I-I截取的剖視圖。圖5A和5B示出形成電極的步驟,其中，圖5A是示出從絕緣膜側(cè)所看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域中的一個區(qū)域的簡圖，而圖5B是沿著圖5A中的線II-II截取的剖視圖。圖6是示出在形成電極的步驟中從外延晶片的背面所看到的外延晶片的簡圖。圖7A和7B示出形成電極的步驟，其中，圖7A是示出從外延晶片的背面所看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域中的一個區(qū)域的簡圖，而圖7B是沿著圖7A中的線III-III截取的剖視圖。圖8是示出在形成凹槽的步驟中從外延晶片的背面所看到的外延晶片的簡圖。圖9A和9B示出形成凹槽的步驟，其中，圖9A是示出從外延晶片的背面所看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域中的一個區(qū)域的簡圖，而圖9B是沿著圖9A中的線IV-IV截取的剖視圖。圖10是示出在形成LD線陣的步驟中從外延晶片的背面所看到的外延晶片的簡圖。圖IlA和IlB示出形成LD線陣的步驟，其中，圖IlA是示出從絕緣膜側(cè)所看到的在該步驟中形成的LD線陣的簡圖，而圖IlB是示出從LD線陣的背面所看到的LD線陣的簡圖。圖12A是沿著圖IlA中的線V-V截取的剖視圖，而圖12B是沿著圖IlA中的線VI-VI截取的剖視圖。圖13是示出排列LD線陣的方法的俯視圖。圖14是沿著圖13中的線VII-VII截取的示意性剖視圖。圖15示出在LD線陣的端面上形成涂布膜的步驟。圖16A是形成有涂布膜的半導(dǎo)體激光器中的一個激光器的俯視圖，而圖16B是形成有涂布膜的半導(dǎo)體激光器的仰視圖。圖17是示出在排列LD線陣的步驟中的一個LD線陣及其附近的放大圖。圖18A是根據(jù)變型例的在形成凸出部分的步驟中從絕緣膜側(cè)所看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域中的一個區(qū)域的簡圖，而圖18B是沿著圖18A中的線VIII-VIII截取的剖視圖。圖19A是根據(jù)變型例的在形成電極的步驟中從絕緣膜側(cè)所看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域中的一個區(qū)域的簡圖，而圖19B是沿著圖19A中的線IX-IX截取的剖視圖。圖20A是根據(jù)常規(guī)的涂布膜形成方法形成的LD線陣中的一個線陣的俯視圖，而圖20B是沿著圖20A中的線X-X截取的剖視圖。圖21示出在圖20A和20B所示LD線陣上形成涂布膜的排列方式。圖22是用于解釋當(dāng)排列圖20A和20B所示LD線陣以便在LD線陣上形成涂布膜時出現(xiàn)的問題的簡圖。
具體實施例方式現(xiàn)在，參照附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法。在附圖中，將相同的附圖標(biāo)記給予相同的部件，并且省略對這些部件的重復(fù)描述。圖I是示出根據(jù)本實施例的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法的流程圖。在本實施例中，所描述的是在作為半導(dǎo)體光學(xué)器件的半導(dǎo)體激光器的端面上形成涂布膜的方法。圖2至圖15是解釋包含在根據(jù)本實施例的在半導(dǎo)體激光器的端面上形成涂布膜的方法中的步驟的簡圖。在圖3至圖12B中，為了更容易理解所作的描述，給出了 XYZ正交坐標(biāo)系。[制備外延晶片]首先，在步驟Sll中，制備圖2所示的外延晶片10。外延晶片10包括基板12、生長在基板12的主表面上的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14、以及形成在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14上的絕緣膜 16。外延晶片10呈板狀?；?2是由第一傳導(dǎo)類型(例如η型)半導(dǎo)體構(gòu)成的大致片狀部件。例如，基板12由例如InP等III-V族化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14由多個半導(dǎo)體層形成。作為實例，多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14具有由第一傳導(dǎo)類型的InP構(gòu)成的下包覆層、由GaInAsP構(gòu)成的活性層、由第二傳導(dǎo)類型(例如P型)的InP構(gòu)成的上包覆層、以及由第二傳導(dǎo)類型的InGaAs構(gòu)成的接觸層。包括下包覆層、活性層、上包覆層和接觸層的這些半導(dǎo)體層按順序以外延方式生長在基板12的主表面上?；钚詫涌梢跃哂袆葳鍖雍蛣輭緦颖舜私惶姣B置的多量子勢阱(MQW)結(jié)構(gòu)。作為選擇，活性層可以具有單個勢阱層夾在兩個勢壘層之間的單量子勢阱(SQW)結(jié)構(gòu)，或者也可以由單個半導(dǎo)體層形成。絕緣膜16由例如Si02或SiN等介電膜構(gòu)成。[形成電極]接下來，在步驟S12中形成電極。現(xiàn)在，參照圖3至圖7B描述形成電極的工序。圖3是從絕緣膜16側(cè)所看到的外延晶片10的俯視圖。圖4A和圖5A是示出從絕緣膜16側(cè)所看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中的一個區(qū)域的簡圖。半導(dǎo)體激光器區(qū)域A是與單個半導(dǎo)體激光器芯片對應(yīng)的區(qū)域。圖4B是沿著圖4A中的線I-I截取的剖視圖。圖5B是沿著圖5A中的線II-II截取的剖視圖。圖6是示出從基板12的背面所看到的外延晶片10的簡圖。圖7A是示出從基板12的背面所看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中的一個區(qū)域的簡圖。圖7B是沿 著圖7A中的線III-III截取的剖視圖。在步驟S12中，首先通過去除將要形成條狀電極的區(qū)域來在絕緣膜16中形成開16a (見圖4B)，以便使多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14透過上述區(qū)域露出。接下來，在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14的露出區(qū)域上形成條狀電極18。條狀電極18與多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14的接觸層的頂表面直接接觸，從而形成歐姆接觸。在這一步驟中，在半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中的每個區(qū)域內(nèi)都形成條狀電極18。這里，從單個半導(dǎo)體激光器區(qū)域A可以獲得單個半導(dǎo)體激光器芯片(器件)。條狀電極18的縱向沿著第一方向(即X方向)延伸，并且條狀電極18沿著與第一方向垂直的第二方向(即Y方向)排列。此外，在步驟S 12中，絕緣膜16的表面上的基礎(chǔ)圖案22a和構(gòu)成焊盤的基礎(chǔ)圖案20a與條狀電極18同時形成。在本實施例中，在每個半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中形成單個基礎(chǔ)圖案20a。作為實例，每個基礎(chǔ)圖案20a形成在與相應(yīng)的條狀電極18相鄰的區(qū)域內(nèi)，并且在俯視圖中例如呈圓形。優(yōu)選的是每個基礎(chǔ)圖案20a形成在與相應(yīng)的條狀電極18的縱向(即X方向)上的中央部分相鄰的區(qū)域內(nèi)。如圖3所示，在本實施例中，在每個半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中形成兩個基礎(chǔ)圖案22a。在這一步驟中，在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14的在隨后的步驟中將要成為LD線陣的多個部分中的每個部分上可以形成至少一個基礎(chǔ)圖案22a。換言之，可以在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14上形成基礎(chǔ)圖案22a，以便單個LD線陣在LD線陣的表面上具有至少一個基礎(chǔ)圖案22a(見圖IlA和12A)。作為這一步驟的實例，每個半導(dǎo)體激光器區(qū)域A具有兩個基礎(chǔ)圖案22a，這兩個基礎(chǔ)圖案22a形成在隔著條狀電極18與基礎(chǔ)圖案20a相反的位置。優(yōu)選的是兩個基礎(chǔ)圖案22a可以形成在充分遠(yuǎn)離條狀電極18的區(qū)域中。更優(yōu)選的是半導(dǎo)體激光器區(qū)域A在第一方向(X方向)上的一個邊緣和一個基礎(chǔ)圖案22a之間的距離Wl可以小于半導(dǎo)體激光器區(qū)域A的該邊緣和基礎(chǔ)圖案20a之間的距離W2。同樣地，半導(dǎo)體激光器區(qū)域A在第一方向(X方向)上的另一個邊緣和另一個基礎(chǔ)圖案22a之間的距離W3可以小于半導(dǎo)體激光器區(qū)域A的該另一邊緣和基礎(chǔ)圖案20a之間的距離W4。由于基礎(chǔ)圖案20a和22a與條狀電極18同時形成，所以基礎(chǔ)圖案20a和22a具有與條狀電極18相同的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選通過沉積由例如鈦/鉬/金構(gòu)成的金屬膜然后對該金屬膜鍍金來形成條狀電極18及基礎(chǔ)圖案20a和22a。作為實例，鈦層、鉬層和金層的厚度分別是50nm、IOOnm和500nm。因此，由鈦/鉬/金構(gòu)成的金屬膜的總厚度是650nm。隨后，如圖5A和5B所示，選擇性地對基礎(chǔ)圖案20a和22a鍍金，以便形成附加電鍍層20b和22b。從而，在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14上的每個半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中形成焊盤20和膜狀凸出部分22。因此，凸出部分22和焊盤20具有相同的結(jié)構(gòu)，并且凸出部分22和焊盤20由同一種金屬材料構(gòu)成。具體來說，每個焊盤20由基礎(chǔ)圖案20a和附加電鍍層20b組成，并且與相應(yīng)的條狀電極18電連接。每個凸出部分22由基礎(chǔ)圖案22a和附加電鍍層22b組成。經(jīng)過這樣的附加電鍍工序，焊盤20的從基板12的主表面12a起算的高度Hl以及凸出部分22的從主表面12a起算的高度H2變得大于條狀電極18的高度H3。作為實例，附加電鍍層20b和22b的厚度是4 μ m。凸出部分22的高度H2優(yōu)選小于或等于焊盤20的高度H1。
隨后，通過拋光基板12的背面來減小基板12的厚度。作為實例，拋光之后基板12的厚度是100 μ m。然后，如圖6、圖7A和7B所示，在基板12的背面12b上形成電極24。在這一步驟中，在每個半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中形成單個電極24。作為實例，通過在基板12的背面12b上沉積金屬膜然后從該金屬膜上去除沿著半導(dǎo)體激光器區(qū)域A的邊界的區(qū)域來形成電極24。[形成凹槽]接下來，在步驟S13中，在基板12的背面12b中形成凹槽。圖8是示出從基板12的背面所看到的基板12的簡圖。圖9A是示出從基板12的背面所看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中的一個區(qū)域的簡圖。在圖8和圖9A中，在這一步驟中形成的凹槽12c以陰影區(qū)域表示。圖9B是沿著圖9A中的線IV-IV截取的剖視圖。在步驟S13中，通過對基板12的背面12b中的以圖8和9A中的陰影區(qū)域表示的預(yù)定區(qū)域執(zhí)行蝕刻來形成凹槽12c。在這一步驟中形成的凹槽12c主要沿著在第一方向(即X方向)上彼此相鄰的半導(dǎo)體激光器區(qū)域A之間的邊界線在第二方向(即Y方向)上延伸。如果基板12的厚度是100 μ m，則凹槽12c的深度是例如約10 μ m。優(yōu)選的是凹槽12c的深度為30 μ m或更小。通過這樣限制凹槽12c的深度，可以適當(dāng)?shù)乇３滞庋泳?0在隨后的步驟中被分割成多個LD線陣之前的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)在這一步驟中形成凹槽12c時，使用電極24作為掩模。在這種情況下，優(yōu)選的是通過濕式蝕刻來形成凹槽12c，以便減少對電極24的損壞。也可以通過使用抗蝕劑作為掩模的濕式蝕刻來形成凹槽12c。此外，還可以使用抗蝕劑作為掩模通過干式蝕刻來形成凹槽 12c。[形成LD線陣]隨后，在步驟S14中，例如，通過沿著第二方向(即Y方向)劈開外延晶片10來切割外延晶片10，以便形成多個LD線陣。圖10是示出從基板12的背面所看到的基板12的簡圖，并且示出了沿著第二方向(即Y方向)延伸的多條劃線B。劃線B與沿著第一方向(即X方向)彼此相鄰的半導(dǎo)體激光器區(qū)域A之間的邊界線對準(zhǔn)。圖IlA是從具有絕緣膜16的頂表面?zhèn)人吹降脑谶@一步驟中形成的LD線陣30中的一個線陣的簡圖。圖IlB是示出從背面12b側(cè)所看到的LD線陣30的簡圖。圖12A是沿著圖IlA中的線V-V截取的剖視圖。圖12B是沿著圖IlA中的線VI-VI截取的剖視圖。在這一形成LD線陣的步驟中，可以通過沿著在以前的步驟中形成在基板12中的凹槽12c的中心線切割或劈開外延晶片10來將外延晶片10分割成小塊。從而，如圖12B所示，沿著LD線陣30的背面在第一方向(即X方向)上相反的兩個邊緣形成凹陷部分(臺階部)30a。在上述形成電極的步驟S12中，將距離Wl (見圖4A)設(shè)定為小于距離W2，并且將距離W3設(shè)定為小于距離W4。因此，LD線陣30的側(cè)表面30b和凸出部分22之間的距離W5小于側(cè)表面30b和焊盤20之間的距離W6。類似地，LD線陣30的側(cè)表面30c和凸出部分22之間的距離W7小于側(cè)表面30c和焊盤20之間的距離W8。這里，LD線陣30的側(cè)表面30b和30c將成為LD器件的端面。[排列LD線陣]隨后，在步驟S15中，將LD線陣30排列在平坦的表面上，以便為在每個LD線陣30的側(cè)表面30b和30c上形成涂布膜做準(zhǔn)備。圖13是示出排列LD線陣30的方法的俯視圖。圖14是沿著圖13中的線VII-VII截取的示意性剖視圖。如圖13和圖14所示，在這一步驟中，將LD線陣30放置在裝置的用于端面涂布的平坦的支撐表面40上。每個LD線陣30的側(cè)表面30b和30c中的一個表面(即圖13和圖14中的側(cè)表面30b)朝向支撐表面40的法向(即圖14中以箭頭V表示的方向)。換言之，LD線陣30被放置在支撐表面40上，以便LD線陣30并排擺放且絕緣膜16或背面12b朝向同一方向。然后，沿著與LD線陣30的縱向垂直的方向排列LD線陣30。此外，在這一步驟中，在相鄰的LD線陣30之間設(shè)置間隔物42。如圖13所示，間隔物42是例如由硅構(gòu)成的長板狀部件，并且沿著LD線陣30的縱向延伸。此外，如圖14所示，本實施例中的間隔物42各自具有與每個LD線陣30在諧振腔長度方向(即LD線陣30的側(cè)表面30b和30c彼此相對的方向)上的寬度Tb大致相等的厚度Ta。每個間隔物42的優(yōu)選厚度Ta大于或等于從支撐表面40到凸出部分22的上端的高度Tc。并且，每個間隔物42的厚度Ta優(yōu)選小于或等于每個LD線陣30在諧振腔長度方向上的寬度Tb。通過對間隔物42設(shè)定這樣的厚度，即使當(dāng)寬度Tb較小時也可以保證間隔物42的機(jī)械強(qiáng)度。[形成涂布膜]隨后，如圖13中的箭頭Fl和F2所示，通過以夾緊、彈簧壓力(未示出的夾具或彈簧)等方式沿著LD線陣30的排列方向從相反的兩側(cè)將向內(nèi)的力施加在LD線陣30上來固定LD線陣30。這是為了防止在形成涂布膜時LD線陣30從支撐表面40上掉落。如圖15所示，在步驟S16中，在保持這種狀態(tài)的同時，在LD線陣30的整個側(cè)表面30b (或側(cè)表面30c)上形成涂布膜32。在上述步驟之后，按照圖3所示的半導(dǎo)體激光器區(qū)域A分別將各個LD線陣30切割成芯片，從而獲得半導(dǎo)體激光器芯片(器件)。根據(jù)本實施例的用于半導(dǎo)體激光器的涂布膜形成方法具有下列優(yōu)點。具體來說，在該涂布膜形成方法中，在形成LD線陣的步驟S14之前在外延晶片10的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14上形成多個凸出部分22。此外，每個LD線陣30具有至少一個凸出部分22。在隨后的步驟S 15中，如圖14所示，排列LD線陣30以便使LD線陣30的側(cè)表面30b朝向支撐表面40的法向V。因此，每個LD線陣30上的凸出部分22置于多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14和相應(yīng)的間隔物42之間。由于凸出部分22的從主表面12a起算的高度H2(見圖5B)大于條狀電極18 的高度H3，所以可以防止間隔物42與條狀電極18接觸，從而減少間隔物42對條狀電極18造成的損壞。
此外，如圖5B所示，焊盤20的高度Hl大于條狀電極18的高度H3。因此，在步驟S15中，在間隔物42和條狀電極18之間形成間隙(見圖14)。因此，在條狀電極18上也形成涂布膜。因此，通過檢查條狀電極18上的涂布膜的狀況，可以準(zhǔn)確地判斷是否適當(dāng)?shù)匦纬闪送坎寄?2。然而，在這種情況下，由于焊盤20的表面與間隔物42無間隙地接觸，所以不會在焊盤20的表面上形成涂布膜。因此，可以將導(dǎo)線很好地焊接在焊盤20的表面上。此外，如同在本實施例中一樣，在形成電極的步驟S12中優(yōu)選的是多個凸出部分22與焊盤20同時形成。從而，可以容易地形成凸出部分22而無需額外的形成工序。此外，如上所述，凸出部分22的從基板12的主表面12a起算的高度H2優(yōu)選小于或等于焊盤20的從主表面12a起算的高度Hl。如圖14所示，當(dāng)LD線陣30被排列在支撐表面40上時，焊盤20和間隔物42可以彼此接觸。因此，不會在間隔物42和LD線陣30上的焊盤20之間形成間隙。因此，用于形成涂布膜32的氣體不會在焊盤20的表面上流動。于是，焊盤20的表面不會被涂布膜覆蓋。因此，當(dāng)將導(dǎo)線焊接在焊盤20上時，可以在 導(dǎo)線和焊盤20之間實現(xiàn)良好的電接觸。圖16A是形成有涂布膜32的半導(dǎo)體激光器中的一個激光器的俯視圖。在圖16A中，陰影區(qū)域Dl表示在半導(dǎo)體激光器的頂側(cè)已經(jīng)流入用于形成涂布膜32的氣體的區(qū)域的實例。如圖16A所示，涂布材料不會到達(dá)焊盤20的上表面。因此，可以在焊盤20和導(dǎo)線之間實現(xiàn)良好的電接觸。此外，如圖IlA所示，每個LD線陣30的側(cè)表面30b和凸出部分22之間的距離W5以及每個LD線陣30的側(cè)表面30c和凸出部分22之間的距離W7優(yōu)選分別小于LD線陣30的側(cè)表面30b和焊盤20之間的距離W6和LD線陣30的側(cè)表面30c和焊盤20之間的距離W8。從而，當(dāng)LD線陣30被排列在支撐表面40上時，凸出部分22的上端的位置高于焊盤20 (見圖14)?？梢岳猛钩霾糠?2有效地防止間隔物42和條狀電極18彼此接觸。此外，如同在本實施例中一樣，在將凹槽12c形成在基板12的背面12b中之后，優(yōu)選的是在形成LD線陣的步驟S14中通過沿著凹槽12c切割外延晶片10來將外延晶片10分割成小塊。從而，如圖12B所示，在每個LD線陣30的背面中形成凹陷部分30a。如圖15所示，當(dāng)在LD線陣30的側(cè)表面30b和30c上形成涂布膜32時，涂布膜32沿著凹陷部分30a適當(dāng)?shù)胤蛛x。在半導(dǎo)體激光器的端面上形成涂布膜的常規(guī)方法中，使用的是比LD線陣薄的間隔物。在這種常規(guī)方法中，通過在每個LD線陣的背面和間隔物之間形成不平表面來分離涂布膜。與此對比，利用根據(jù)本實施例的方法，無論間隔物42的厚度如何都可以分離涂布膜32，從而允許使用較厚的間隔物42。因此，提高了間隔物42的機(jī)械強(qiáng)度從而減少了間隔物42的變形，并且可以減少間隔物42對條狀電極18造成的損壞。圖16B是形成有涂布膜32的半導(dǎo)體激光器中的一個激光器的仰視圖。在圖16B中，陰影區(qū)域D2表示在半導(dǎo)體激光器的背面已經(jīng)流入用于形成涂布膜32的氣體的區(qū)域的實例。如圖16B所示，利用根據(jù)本實施例的涂布膜形成方法，用于形成涂布膜的氣體主要流入到凹陷部分30a中，因而涂布材料不會到達(dá)電極24的上表面。因此，可以防止由于涂布材料到達(dá)電極24而導(dǎo)致的安裝強(qiáng)度的降低和散熱效果的下降。此外，在本實施例中，優(yōu)選的是圖8所示的每個凹槽12c在第一方向(即X方向)上的寬度的一半與凸出部分22和每個半導(dǎo)體激光器區(qū)域A的邊緣之間在同一方向上的距離Wl和W3(見圖4A)中的任一個距離大致相等。從而，如圖17所示，每個LD線陣30的側(cè)表面30b和相應(yīng)的凸出部分22之間的距離W9與側(cè)表面30b和凹槽12c的側(cè)壁(即相應(yīng)的凹陷部分30a的側(cè)壁)之間的距離WlO大致相等。在這種情況下，當(dāng)在步驟S15中將LD線陣30排列在支撐表面40上時，可以將凹陷部分30a與支撐表面40相距的深度H4設(shè)定為與凸出部分22的高度H5大致相等，從而獲得從間隔物42施加在每個LD線陣30的相反兩側(cè)的平衡力。因此，可以將多個LD線陣30穩(wěn)定地支撐在適當(dāng)位置。此外，如圖5A和5B所示，凸出部分22優(yōu)選地形成于半導(dǎo)體激光器區(qū)域A在第二方向(即Y方向)上的邊緣附近。從而，當(dāng)將LD線陣30夾設(shè)在間隔物42之間時，沿著LD線陣30的縱向以均勻的力按壓LD線陣30。此外，在該實施例中，每個LD線陣30在第一方向(即X方向)上的寬度優(yōu)選地小于或等于200 μ m。每個LD線陣30在第一方向(即X方向)上的寬度是半導(dǎo)體激光器的諧振腔長度。在半導(dǎo)體激光器的端面形成涂布膜的常規(guī)方法中，需要根據(jù)LD線陣的寬度減小間隔物的厚度。特別是，在針對具有較小寬度的LD線陣形成涂布膜的工藝中使用具有較小厚度的間隔物。這會使得間隔物易于變形。在每個LD線陣30在第一方向(即X方向)上的寬度小于或等于200 μ m的情況下，根據(jù)該實施例的涂布膜形成方法特別有效。即使在具有小寬度的LD線陣的端面上形成涂布膜的情況下，間隔物42也不會與條狀電極18接觸。 因此，可以減少間隔物42對條狀電極18造成的損壞。通常，當(dāng)將半導(dǎo)體激光器芯片安裝在子安裝座或封裝件上時，使用配備有夾頭的真空夾盤工具來輸送半導(dǎo)體激光器芯片。在輸送半導(dǎo)體激光器芯片的過程中，夾頭與半導(dǎo)體激光器芯片表面的一部分接觸。在該實施例中，凸出部分22優(yōu)選地形成在半導(dǎo)體激光器芯片表面上除了與夾頭接觸的區(qū)域之外的區(qū)域中。[變型例]圖18A、18B、19A和19B是用于解釋上述實施例的變型例的簡圖。在該變型例中，在獨立于形成電極的工藝的工藝中形成凸出部分。圖18A和19A是示出從絕緣膜16側(cè)看到的半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中的一個區(qū)域的簡圖。圖18B是沿著圖18A中的線VIII-VIII截取的剖視圖。圖19B是沿著圖19A中的線IX-IX截取的剖視圖。在該變型例中，在用于制備如圖2所示的外延晶片10的步驟Sll中形成比上述實施例的絕緣膜的厚度厚的絕緣膜16。例如，絕緣膜16由諸如Si02或SiN等介電材料制成。絕緣膜16可以具有約2μπι的厚度。僅在絕緣膜16上將要成為凸出部分的區(qū)域中形成抗蝕劑圖案。隨后，例如通過諸如RIE等的干式蝕刻工藝以抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模對絕緣膜16進(jìn)行蝕刻。在蝕刻之后，絕緣膜16上不存在抗蝕劑掩模的區(qū)域的厚度被減小到例如
O.5ym0然后移除抗蝕劑掩模。因此，如圖18Α和18Β所示，形成由諸如Si02或SiN等介電材料制成的凸出部分16b。在每個半導(dǎo)體激光器區(qū)域A中的凸出部分16b的位置、形狀和數(shù)量與上述實施例中的凸出部分22的位置、形狀和數(shù)量相同。接下來，如圖19A和19B所示，在絕緣膜16中形成開口 16a之后，形成條狀電極18和焊盤20(即，基礎(chǔ)圖案20a和附加電鍍層20b)。隨后，如同上述實施例一樣，執(zhí)行形成凹槽的步驟、形成LD線陣的步驟、排列線陣的步驟以及形成涂布膜的步驟，從而獲得在其側(cè)表面30b和30c上形成有涂布膜32的LD線陣30。如同在該變型例中一樣，凸出部分可以由不同于金屬材料的介電材料制成。即使在這種情況下，也可以適當(dāng)?shù)孬@得與上述實施例類似的優(yōu)點。盡管在該變型例中利用由諸如Si02或SiN等制成的絕緣膜16來形成凸出部分，但是也可以使用諸如聚酰亞胺樹脂或BCB(苯并環(huán)丁烯)樹脂來形成凸出部分。
根據(jù)本發(fā)明的用于半導(dǎo)體激光器的涂布膜形成方法不限于上述實施例，而是可以做出其他各種變型。例如，盡管在上述實施例中在每個半導(dǎo)體激光器區(qū)域均形成兩個凸出部分，但是凸出部分的數(shù)量不限于該數(shù)值。此外，如果每個半導(dǎo)體激光器區(qū)域中形成的凸出部分定位成朝向相應(yīng)LD線陣的一個側(cè)表面(端面)，則優(yōu)選的是焊盤定位成朝向LD線陣的另一個側(cè)表面(端面)。這樣，當(dāng)形成涂布膜時，LD線陣能夠穩(wěn)定地支撐在上述支撐表面上。已經(jīng)參照附圖基于優(yōu)選的實施例對本發(fā)明的原理進(jìn)行了描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不背離該原理的情況下可以對上述實施例進(jìn)行詳細(xì)的修改。因此，所有的變型和修改均落入本發(fā)明要求保護(hù)的范圍和實質(zhì)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法，包括下述步驟 通過在基板的主表面上形成包括活性層的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)來制備外延晶片； 在所述外延晶片的所述多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成多個條狀電極和多個焊盤，所述條狀電極的縱向沿著第一方向延伸并且所述條狀電極沿著與所述第一方向垂直的第二方向排列，所述焊盤分別與所述條狀電極電連接； 在所述外延晶片的所述多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成凸出部分； 通過沿著所述第二方向切割所述外延晶片來形成多個激光二極管線陣； 將所述激光二極管線陣排列在支撐表面上以便所述激光二極管線陣的側(cè)表面朝向所述支撐表面的法向，并且將間隔物設(shè)置在所述激光二極管線陣之間；以及在所述激光二極管線陣的側(cè)表面上形成涂布膜， 其中，所述凸出部分的從所述基板的主表面起算的高度大于所述條狀電極的高度，并且 所述激光二極管線陣具有至少一個所述凸出部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法，其中， 所述凸出部分與所述焊盤同時形成，并且 所述凸出部分和所述焊盤由同一種金屬材料構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法，其中， 制備所述外延晶片的步驟包括在所述多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成絕緣膜，并且 通過蝕刻所述多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上的所述絕緣膜的一部分來形成所述凸出部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法，其中， 所述凸出部分的從所述基板的主表面起算的高度小于或等于所述焊盤的從所述主表面起算的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法，其中， 所述凸出部分與所述激光二極管線陣的側(cè)表面相距的距離小于所述激光二極管線陣的側(cè)表面和所述焊盤之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法，還包括 在所述基板的背面中形成沿著所述第二方向延伸的凹槽， 其中，形成所述激光二極管線陣的步驟包括沿著所述凹槽將所述外延晶片切割成小塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法，其中， 所述凹槽的深度為30 ii m或更小。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法，其中， 所述凸出部分與所述激光二極管線陣的側(cè)表面相距的距離大致等于所述激光二極管線陣的側(cè)表面和所述凹槽的側(cè)壁之間的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法，其中， 所述激光二極管線陣在與所述第二方向垂直的方向上的寬度小于或等于200 ii m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在半導(dǎo)體光學(xué)器件的端面上形成涂布膜的方法。該方法包括下述步驟通過在基板的主表面上形成多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)來制備外延晶片；在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成條狀電極和焊盤，條狀電極的縱向沿著第一方向延伸并且條狀電極沿著與第一方向垂直的第二方向排列，焊盤分別與條狀電極電連接；在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成凸出部分；通過沿著第二方向切割外延晶片來形成激光二極管(LD)線陣；將LD線陣排列在支撐表面上以便LD線陣的側(cè)表面朝向該支撐表面的法向，并且將間隔物設(shè)置在LD線陣之間；以及在LD線陣的側(cè)表面上形成涂布膜。凸出部分與基板的主表面相距的高度大于條狀電極的高度。此外，激光二極管線陣具有至少一個凸出部分。
文檔編號H01S5/028GK102646924SQ20121004085
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者大西裕 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社