特許 7533251 半導体レーザ素子および半導体ウェハ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】半導体レーザ素子および半導体ウェハ

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/042 20060101AFI20240806BHJP

【ＦＩ】

H01S5/042 612

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021014166

(22)【出願日】2021-02-01

(65)【公開番号】P2022117588

(43)【公開日】2022-08-12

【審査請求日】2023-09-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000102212

【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109380

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 恵

(74)【代理人】

【識別番号】100109036

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 重幸

(72)【発明者】

【氏名】丸山 俊

【審査官】皆藤 彰吾

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２４２５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０２８０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９１８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２７４６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／０４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

活性層を含む積層された複数の半導体層を有する積層体と、
前記積層体の一方の側に設けられ、前記活性層にレーザ光を発生させる電流を前記積層体に供給する直線状の第一電極と、
前記第一電極と逆極性の第二電極と、
前記レーザ光が前記積層体内で往復するよう前記レーザ光が反射する２つの共振器端面と
を有し、
前記第一電極の端部は前記共振器端面から共振器方向に離れており、第一電極の端部と前記共振器端面の間に電流非注入領域が設けられ、
前記電流非注入領域の長さが適正か否かを検査するための検査マークをさらに有しており、
各検査マークの少なくとも一端部は、前記第一電極の端部よりも前記共振器端面の近くに配置されている端面発光型の半導体レーザ素子の検査方法であって、
前記検査マークと前記共振器端面の相対位置に基づいて、半導体レーザ素子の実際の劈開面である前記共振器端面と設計上の目標劈開面とのずれを認識する
ことを特徴とする半導体レーザ素子の検査方法。

【請求項2】

前記検査マークは、前記第一電極の材料と同じ金属材料から形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の検査方法。

【請求項3】

前記半導体レーザ素子は、前記積層体の前記第一電極が設けられる側に形成された絶縁層をさらに有し、
前記検査マークは、前記絶縁層の上に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ素子の検査方法。

【請求項4】

前記絶縁層が前記電流非注入領域に形成されており、
前記検査マークは、前記第一電極の端部から前記共振器端面に向けて、前記第一電極の長手方向に沿って突出しており、前記電流非注入領域上の前記絶縁層に重なっている
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザ素子の検査方法。

【請求項5】

前記半導体レーザ素子は、前記積層体の前記第一電極が設けられる側に形成された絶縁層をさらに有し、
前記検査マークは、前記絶縁層に形成された開口、または前記絶縁層と同じ材料を前記絶縁層に重ねた層である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の検査方法。

【請求項6】

前記検査マークは、前記第一電極が延びる直線状領域に重ならない領域に位置しており、前記半導体層のいずれかに形成された開口、または前記半導体層のいずれかと同じ材料を前記半導体層のいずれかに重ねた層である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の検査方法。

【請求項7】

前記半導体レーザ素子は、前記積層体の前記第一電極が設けられる側に形成された絶縁層と、前記第一電極と前記絶縁層に重ねられたパッド電極とをさらに有し、
前記パッド電極は、前記電流非注入領域において前記積層体に非オーミック接触し、
前記検査マークは、前記パッド電極に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の検査方法。

【請求項8】

半導体レーザ素子の実際の劈開面である前記共振器端面が前記検査マークを分断したか否かを判別し、前記共振器端面が前記検査マークを分断した場合、前記半導体レーザ素子を不良品であると判別する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の検査方法。

【請求項9】

端面発光型の半導体レーザ素子であって、
活性層を含む積層された複数の半導体層を有する積層体と、
前記積層体の一方の側に設けられたリッジ部と、
前記リッジ部に形成され、前記活性層にレーザ光を発生させる電流を前記積層体に供給する直線状の第一電極と、
前記第一電極と逆極性の第二電極と、
前記リッジ部の端部に配置されて、前記第一電極の延長線上に形成された絶縁層と、
前記レーザ光が前記積層体内で往復するよう前記レーザ光が反射する２つの共振器端面と
を有し、
前記第一電極の端部は前記共振器端面から共振器方向に離れており、前記第一電極の端部と前記共振器端面の間に電流非注入領域が設けられ、
前記絶縁層が前記リッジ部の端部の前記電流非注入領域に形成されており、
前記半導体レーザ素子は、前記電流非注入領域の長さが適正か否かを検査するための検査マークをさらに有しており、
各検査マークの少なくとも一端部は、前記第一電極の端部よりも前記共振器端面の近くに配置されており、
前記検査マークは、前記第一電極の材料と同じ金属材料から形成されており、前記第一電極の端部から前記共振器端面に向けて、前記第一電極の長手方向に沿って突出しており、前記リッジ部の端部の前記電流非注入領域に形成された前記絶縁層に重なっている
ことを特徴とする半導体レーザ素子。

【請求項10】

端面発光型の半導体レーザ素子であって、
活性層を含む積層された複数の半導体層を有する積層体と、
前記積層体の一方の側に設けられたリッジ部と、
前記リッジ部に形成され、前記活性層にレーザ光を発生させる電流を前記積層体に供給する直線状の第一電極と、
前記第一電極と逆極性の第二電極と、
前記積層体の前記第一電極が設けられる側に形成された絶縁層と、
前記第一電極と前記絶縁層に重ねられたパッド電極と、
前記レーザ光が前記積層体内で往復するよう前記レーザ光が反射する２つの共振器端面と
を有し、
前記第一電極の端部は前記共振器端面から共振器方向に離れており、第一電極の端部と前記共振器端面の間に電流非注入領域が設けられ、
前記半導体レーザ素子は、前記電流非注入領域の長さが適正か否かを検査するための検査マークをさらに有しており、
各検査マークの少なくとも一端部は、前記第一電極の端部よりも前記共振器端面の近くに配置されており、
前記絶縁層は、前記リッジ部には形成されず、
前記パッド電極は、前記リッジ部において前記第一電極が形成された部分で前記第一電極に直接接触し、前記リッジ部において前記第一電極が形成されていない部分である前記電流非注入領域において前記積層体に非オーミック接触し、
前記検査マークは、前記パッド電極のうち前記第一電極の端部よりも前記共振器端面に近い部分である
ことを特徴とする半導体レーザ素子。

【請求項11】

請求項９または１０に記載の半導体レーザ素子を複数形成するための半導体ウェハであって、
複数行と複数列に配置された、それぞれ前記半導体レーザ素子となる複数の素子部分と、
互いに平行な複数の目標劈開面とを有し、
各目標劈開面が、隣り合う２つの前記素子部分が分割される境界となって、前記共振器端面になり、
隣り合う２つの前記素子部分の前記検査マークの間を各目標劈開面が延びる
ことを特徴とする半導体ウェハ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体レーザ素子および半導体ウェハに関する。

【背景技術】

【0002】

端面発光型の窒化物半導体レーザ素子は、半導体レーザ素子の長さよりも直線状のストライプ電極の長さを小さくし、ストライプ電極の端部をレーザ光が往復する共振器端面から離すよう形成されることが多い。この場合、ストライプ電極の端部と共振器端面の間に、電流非注入領域が設けられる。一般に共振器端面は、半導体ウェハから個々の半導体レーザ素子を形成する場合に、半導体レーザ素子が分割される劈開面である。

【0003】

特許文献１は、正電極の端部が劈開面よりも内側に位置し、正電極の端部と劈開面（共振器端面）の間に電流非注入領域を設けた窒化物半導体レーザ素子を開示する。この技術で電流非注入領域を設ける理由は、劈開時の衝撃により、劈開面付近で電極が剥がれやすくなることを防止し、電極の剥がれのない信頼性の高いレーザ素子を提供することにある。

【0004】

特許文献２も、共振器端面からｐ側電極を離して形成し、ｐ側電極の端部と共振器端面の間に電流非注入領域を設けた半導体レーザを開示する。この技術で電流非注入領域を設ける理由は、リーク電流を抑制することにある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－８４０３６号公報

【文献】特開２０１１－２９２２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

電流非注入領域の長さ（電極の端部と共振器端面の間隔）には適切な範囲がある。電流非注入領域が短すぎると、半導体レーザ素子の寿命が短くなる。電流非注入領域が長すぎる場合には、半導体レーザ素子の長さに対して光出力が不適切に小さいことになる。適切な範囲は、半導体レーザ素子から放出されるレーザ光の波長、出力、共振器端面に形成される膜の構造等によって変わりうる。

【0007】

電流非注入領域の長さは、半導体レーザ素子が切り出される半導体ウェハ上の電極の配置と劈開面（共振器端面）の位置で決まる。ホトリソグラフィの技術により、電極はウェハ上に精度良く配置することができる。しかし、特に窒化物半導体レーザ素子の場合、結晶歪みが大きいため、劈開面が曲がりやすい。この結果、劈開面が目標劈開位置からずれてしまい、電流非注入領域の長さがばらつくことがある。

【0008】

電流非注入領域の長さが許容範囲から外れた半導体レーザ素子は、適正な半導体レーザ素子から判別する必要がある。しかし、判別には、高倍率（５００倍程度）に拡大した視野での長さ測定が必要となる。これには時間と労力を要するか、あるいは高額な検査装置が必要となる。

【0009】

そこで、本発明は、劈開面のずれを簡便かつ明確に認識することができる半導体レーザ素子および半導体ウェハを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のある態様に係る半導体レーザ素子は、端面発光型の半導体レーザ素子であって、活性層を含む積層された複数の半導体層を有する積層体と、前記積層体の一方の側に設けられ、前記活性層にレーザ光を発生させる電流を前記積層体に供給する直線状の第一電極と、前記第一電極と逆極性の第二電極と、前記レーザ光が前記積層体内で往復するよう前記レーザ光が反射する２つの共振器端面とを有する。前記第一電極の端部は前記共振器端面から共振器方向に離れており、第一電極の端部と前記共振器端面の間に電流非注入領域が設けられている。前記半導体レーザ素子は、前記電流非注入領域の長さが適正か否かを検査するための検査マークをさらに有する。各検査マークの少なくとも一端部は、前記第一電極の端部よりも前記共振器端面の近くに配置されている。

【0011】

この態様においては、電流非注入領域の長さが適正か否かを検査するための検査マークが設けられ、検査マークの少なくとも一端部は、第一電極の端部よりも共振器端面の近くに配置されている。共振器端面は、ウェハから半導体レーザ素子を切り出すときの劈開面である。実際の劈開面が設計上の目標劈開面からずれた場合、劈開面の近傍の検査マークと実際の劈開面の相対位置に基づいて、劈開面のずれを簡便かつ明確に認識することができる。

【0012】

好ましくは、前記検査マークは、前記第一電極の材料と同じ金属材料から形成されている。この場合、第一電極を形成する時に、検査マークを形成することができるので、製造工程を増やす必要がない。更には、検査マークとｐ側電極間の位置ズレを最小限に抑える事ができる、といった更なる効果もある。

【0013】

さらに好ましくは、半導体レーザ素子は、前記積層体の前記第一電極が設けられる側に形成された絶縁層をさらに有し、前記検査マークは、前記絶縁層の上に形成されている。この場合、検査マークは導電性を有する金属材料から形成されているが、絶縁層上に形成されているので、レーザ発光には寄与しない。したがって、実際の劈開面が設計上の目標劈開面から許容範囲内でずれて、共振器端面に対する検査マークの位置がわずかにずれたとしてもレーザ発光には影響がない。

【0014】

この場合、前記絶縁層が前記電流非注入領域に形成されてもよい。前記検査マークは、前記第一電極の端部から前記共振器端面に向けて、前記第一電極の長手方向に沿って突出してよく、前記電流非注入領域上の前記絶縁層に重なっていてよい。この場合、検査マークは金属材料から形成されており、第一電極の端部から共振器端面に向けて突出するが、電流非注入領域上の絶縁層上に形成されているので、レーザ発光には寄与しない。したがって、実際の劈開面が設計上の目標劈開面からずれて、共振器端面に対する検査マークの位置がずれたとしてもレーザ発光には影響がない。また、この場合、検査マークは第一電極の端部から共振器端面に向けて第一電極の長手方向に沿って突出するので、第一電極のすぐ近傍で劈開面のずれの有無およびずれの大きさを確認することができる。

【0015】

あるいは、半導体レーザ素子は、前記積層体の前記第一電極が設けられる側に形成された絶縁層をさらに有してよく、前記検査マークは、前記絶縁層に形成された開口、または前記絶縁層と同じ材料を前記絶縁層に重ねた層であってもよい。この場合、絶縁層に開口を例えばエッチングで形成することにより、あるいは絶縁層と同じ材料を絶縁層に重ねることにより、検査マークを形成することができるので、製造工程の増加数が最小限で済む。

【0016】

あるいは、前記検査マークは、前記第一電極が延びる直線状領域に重ならない領域に位置しており、前記半導体層のいずれかに形成された開口、または前記半導体層のいずれかと同じ材料を前記半導体層のいずれかに重ねた層であってもよい。この場合、一つの半導体層に開口を例えばエッチングで形成することにより、あるいは一つの半導体層と同じ材料をその半導体層に重ねることにより、検査マークを形成することができるので、製造工程の増加数が最小限で済む。

【0017】

あるいは、半導体レーザ素子は、前記積層体の前記第一電極が設けられる側に形成された絶縁層と、前記第一電極と前記絶縁層に重ねられたパッド電極とをさらに有してもよい。前記パッド電極は、前記電流非注入領域において前記積層体に非オーミック接触してよく、前記検査マークは、前記パッド電極に設けられていてもよい。この場合、検査マークは電流非注入領域に配置された金属材料製のパッド電極に設けられているが、パッド電極は積層体に非オーミック接触するので、レーザ発光には寄与しない。したがって、実際の劈開面が設計上の目標劈開面からずれて、共振器端面に対する検査マークの位置がずれたとしてもレーザ発光には影響がない。また、この場合、検査マークは第一電極の端部と共振器端面の間に存在するで、第一電極のすぐ近傍で劈開面のずれの有無およびずれの大きさを確認することができる。また、パッド電極を形成する時に、検査マークを形成することができるので、製造工程を増やす必要がない。

【0018】

本発明のある態様に係る半導体ウェハは、本発明に係る半導体レーザ素子を複数形成するための半導体ウェハであって、複数行と複数列に配置された、それぞれ前記半導体レーザ素子となる複数の素子部分と、互いに平行な複数の目標劈開面とを有する。各目標劈開面が、隣り合う２つの前記素子部分が分割される境界となって、前記共振器端面になるべきものである。隣り合う２つの前記素子部分の前記検査マークの間を各目標劈開面が延びる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の態様においては、劈開面のずれを簡便かつ明確に認識することができる。この結果、製品の適正な電流非注入長さを確保し、製品の信頼性を向上することができる。電流非注入領域の長さを測定する必要は必ずしもなく、測定の時間と労力を削減することができ、長さ測定のための装置も必要ない。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る半導体レーザ素子の平面図である。

【図2】図１のII-II線矢視断面図である。

【図3】図１のIII-III線矢視断面図である。

【図4】図１のIV-IV線矢視断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る半導体ウェハの平面図である。

【図6】実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図である。

【図7】実際の劈開面が設計上の目標劈開面からずれた場合の図６と同様の半導体ウェハの拡大平面図である。

【図8】他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図である。

【図9】他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図である。

【図10】他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図である。

【図11】他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図である。

【図12】他の実施形態に係る半導体レーザ素子の断面図であり、図１のIII-III線に対応する。

【図13】他の実施形態に係る半導体レーザ素子の断面図であり、図１のIII-III線に対応する。

【図14】他の実施形態に係る半導体レーザ素子の断面図であり、図１のIII-III線に対応する。

【図15】他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図である。

【図16】図１５のXVI-XVI線矢視断面図である。

【図17】他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図である。

【図18】図１７のXVIII-XVIII線矢視断面図である。

【図19】他の実施形態に係る半導体レーザ素子の断面図である。

【図20】他の実施形態に係る半導体レーザ素子の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

【0022】

実施形態に係る半導体レーザ素子は、端面発光型、具体的にはリッジ型の窒化物半導体レーザ素子である。図１から図４に示すように、半導体レーザ素子１は、長尺なほぼ矩形の輪郭を有する薄い板であり、基板２、半導体積層体４、絶縁層６、ｐ側電極８、パッド電極１０、ｎ側電極１２を有する。

【0023】

基板２は例えばｎ型のＧａＮから形成されている。基板２の上には、複数の半導体層を有する半導体積層体４が形成されている。半導体積層体４は、例えば、ｎ型ＧａＮ層４ａ、ｎ型クラッド層４ｂ、ｎ型ガイド層４ｃ、活性層４ｄ、ｐ型ガイド層４ｅ、ｐ型クラッド層４ｆを有する。但し、図示の半導体積層体４は一例に過ぎず、半導体積層体４を構成する層の数および種類は図示の実施形態に限定されない。

【0024】

ｐ型クラッド層４ｆの上面は、例えばエッチングによって加工され、その結果として、半導体レーザ素子１の長手方向（共振器長方向）に延びるリッジ部１４が形成されている。

【0025】

絶縁層６は、例えばＳｉＯ_２のような絶縁体から形成された薄膜である。絶縁層６は、ｐ型クラッド層４ｆの上面のリッジ部１４を除く領域に形成されている。リッジ部１４を含むｐ型クラッド層４ｆの全体に絶縁層６を形成し、リッジ部１４の上の絶縁層部分を例えばエッチングによって除去することによって、絶縁層６を完成することができる。あるいは、リッジ部１４をマスクで覆って絶縁層６を形成してもよい。

【0026】

ｐ側電極（第一電極）８は、直線状のストライプ電極であって、半導体積層体４の一方の側に設けられている。具体的には、ｐ側電極８は、ｐ型クラッド層４ｆの上面におけるリッジ部１４とその両脇の線状の領域からなる直線状領域に形成されている。したがって、ｐ側電極８は、リッジ部１４の真上に配置された中央部分８ａと、中央部分８ａの両脇に位置してリッジ部１４の両脇の領域の真上に配置されたサイド部分８ｂを有する。サイド部分８ｂは、絶縁層６の上に配置されているので、半導体積層体４における発光には寄与しない。各サイド部分８ｂは直線状の側端縁８ｅを有する。しかし、側端縁８ｅは凹凸を有していてもよい。すなわち、ｐ側電極８について「直線状」とは、共振器方向に沿って直線状に延びる部分を少なくとも有することを意味し、必ずしもｐ側電極の側端縁が直線状でなくてもよい。ｐ型クラッド層４ｆに直接的にオーミック接触する中央部分８ａは、活性層４ｄにレーザ光を発生させる電流を供給する。ｐ側電極８は、例えば、パラジウム層、白金層、金層からなる薄膜、またはパラジウム層、チタン層、白金層、金層からなる薄膜であり、ＧａＮに接合しやすい。

【0027】

パッド電極１０は、ｐ側電極８と絶縁層６の上に形成されており、ｐ側電極８と絶縁層６に面接触している。パッド電極１０は、例えば、チタン層、白金層、金層からなる薄膜、またはモリブデン層、金層からなる薄膜であり、絶縁層６にもｐ側電極８にも接合しやすい。パッド電極１０は、ワイヤボンディングのために設けられている。

【0028】

ｎ側電極１２は、基板２の下面に形成されており、基板２に面接触している。ｎ側電極１２は、例えば、チタン層、白金層、金層からなる薄膜であり、ＧａＮに接合しやすい。

【0029】

図１に示すように、半導体レーザ素子１は、２つの共振器端面２０，２１を有する。半導体積層体４内で発生したレーザ光は、共振器端面２０，２１で反射を繰り返して、半導体積層体４内で往復して増幅する。共振器端面２０，２１の各々には、多層誘電体反射膜が形成される。共振器端面２０，２１の一方に設けられる多層誘電体反射膜は、他方に設けられる多層誘電体反射膜の反射率より低い反射率を有し、そこからレーザ光が外部に放出される。

【0030】

半導体レーザ素子１の長さよりもｐ側電極８の長さは小さい。共振器端面２０側のｐ側電極８の端部８ｃは、共振器端面２０から共振器方向に離れており、端部８ｃと共振器端面２０の間には電流非注入領域２２が設けられている。共振器端面２１側のｐ側電極８の端部８ｄも、共振器端面２１から共振器方向に離れており、端部８ｄと共振器端面２１の間にも電流非注入領域２３が設けられている。「共振器方向」とは、レーザ光が半導体積層体４で往復する方向、すなわち共振器端面２０，２１に直交する方向であり、図示の実施形態では半導体レーザ素子１の長手方向である。電流非注入領域２２，２３を設ける目的は、上記の通り、半導体ウェハから半導体レーザ素子１を劈開によって分割する時、衝撃によってｐ側電極８の端部が剥がれやすくなることを防止するためであり、他の目的はリーク電流を抑制するためである。さらに他の目的は、劈開時に、展延性が高いｐ側電極８が延びて、共振器端面２０，２１に垂れ下がることを防止するためである。

【0031】

図４に示すように、この実施形態では、ｐ側電極８の中央部分８ａの延長部分２５（リッジ部１４上のｐ側電極８が設けられていない部分、つまり電流非注入領域２３の中央部分）には、絶縁層６が形成されていない。図４に示されていない共振器端面２０側においても、ｐ側電極８の中央部分８ａの延長部分２４（電流非注入領域２２の中央部分）には、絶縁層６が形成されていない。これはｐ側電極８とオーミック接触するリッジ部１４上に絶縁層６が設けられないためである。ただし、延長部分２４，２５に絶縁層６を形成してもよい。

【0032】

半導体レーザ素子１は、電流非注入領域２２，２３の長さが適正か否かを検査するための検査マーク３０，３１をさらに有する。この実施形態では、検査マーク３０，３１は絶縁層６の上に配置されており、金属材料から形成された薄膜である。検査マーク３０，３１の各々はＬ字の形状を有する。検査マーク３０の一端部３０ａは、ｐ側電極８の端部８ｃよりも共振器端面２０の近くに配置されている。検査マーク３１の一端部３１ａは、ｐ側電極８の端部８ｄよりも共振器端面２１の近くに配置されている。

【0033】

個々の半導体レーザ素子１は、図５に示す半導体ウェハから切り出される。半導体ウェハでは、複数行と複数列に規則的に配置された素子部分１Ａを有する。これらの素子部分１Ａは、半導体ウェハが分割されることによって、それぞれ半導体レーザ素子１となる。半導体ウェハは、互いに平行な複数の目標劈開面３５を有する。共振器端面２０，２１は、ウェハから半導体レーザ素子１を切り出すときの劈開面である。目標劈開面３５は、設計上の理想的な劈開面である。理想的に正確な劈開が行われれば、共振器端面２０，２１は目標劈開面３５に一致する。換言すると、各目標劈開面３５は、図５の縦方向に隣り合う２つの素子部分１Ａが分割される境界となって、共振器端面２０，２１になるべきものである。

【0034】

したがって、図６に示すように、縦方向に隣り合う２つの素子部分１Ａの電流非注入領域２２，２３の間を各目標劈開面３５が延びる。また、縦方向に隣り合う２つの素子部分１Ａの検査マーク３０，３１の間を各目標劈開面３５が延びる。

【0035】

ｐ側電極８の端部８ｃと目標劈開面３５の間隔をｄ１とし、ｐ側電極８の端部８ｄと目標劈開面３５の間隔をｄ２とする。また、検査マーク３０の端部３０ａと目標劈開面３５の間隔をｅ１とし、検査マーク３１の端部３１ａと目標劈開面３５の間隔をｅ２とする。間隔ｄ１は電流非注入領域２２の理想の長さであり、ｄ１＋ｅ２が電流非注入領域２２の最大許容長さ、ｄ１－ｅ１が電流非注入領域２２の最小許容長さである。間隔ｄ２は電流非注入領域２３の理想の長さであり、ｄ２＋ｅ１が電流非注入領域２３の最大許容長さ、ｄ２－ｅ２が電流非注入領域２３の最小許容長さである。

【0036】

半導体レーザ素子１から放出されるレーザ光の波長、出力、共振器端面２０，２１のそれぞれに要求される性能、共振器端面２０，２１に設けられる多層誘電体反射膜の性質などの諸要因に応じて、ｄ１，ｄ２，ｅ１，ｅ２は決定される。図６の実施形態においては、ｄ１はｄ２に等しく、ｅ１はｅ２に等しい。

【0037】

実際の劈開面（２つの半導体レーザ素子１の共振器端面２０，２１）が設計上の目標劈開面３５からずれた場合、劈開面の近傍の検査マーク３０，３１と実際の劈開面の相対位置に基づいて、劈開面のずれを簡便かつ明確に認識することができる。例えば、図７に示すように、図６と同じウェハを劈開した場合、実際の劈開面が検査マーク３１を通過した（つまり検査マーク３１を分断した）と想定する。この場合、図７の上方の半導体レーザ素子１においては、電流非注入領域２３の長さが、電流非注入領域２３の最小許容長さｄ２－ｅ２より短く、図７の下方の半導体レーザ素子１においては、電流非注入領域２２の長さが、電流非注入領域２２の最大許容長さｄ１＋ｅ２より長い。

【0038】

一方、実際の劈開面が検査マーク３０，３１の間を通過した場合、図７の上方の半導体レーザ素子１においては、電流非注入領域２３の長さが、最小許容長さｄ２－ｅ２より長く、最大許容長さｄ２＋ｅ１より短い。図７の下方の半導体レーザ素子１においては、電流非注入領域２２の長さが、最大許容長さｄ１＋ｅ２より短く、最小許容長さｄ１－ｅ１より長い。

【0039】

つまり、間隔ｅ１と間隔ｅ２を縦方向に隣り合う２つの半導体レーザ素子１の電流非注入領域２２，２３の長さの許容誤差として設定することにより、実際の劈開面が検査マーク３０，３１のいずれかを分断したか否かを判別することにより、不良品を簡便かつ明確に判別することができる。この判別には、顕微鏡での拡大した視野での観察が必要かもしれないが、電流非注入領域２２，２３の長さを測定するよりも不良品の区別が容易である。

【0040】

検査マーク３０，３１は金属材料から形成されている。他方、半導体積層体４および絶縁層６は透明な材料から形成されている。したがって、検査マーク３０，３１は視認しやすく、劈開面のずれの認識に役立つ。検査マーク３０，３１の材料は、ｐ側電極８の材料と異なっていてもよい。しかし、この実施形態では、検査マーク３０，３１は絶縁層６の上に配置されており、ｐ側電極８の材料と同じ金属材料から形成されている。したがって、ｐ側電極８を形成する時に、検査マーク３０，３１を形成することができるので、製造工程を増やす必要がない。更には、検査マーク３０、３１とｐ側電極８との間の位置ズレを最小限に抑える事ができる、といった更なる効果もある。

【0041】

また、検査マーク３０，３１は導電性を有する金属材料から形成されているが、絶縁層６上に形成されているので、レーザ発光には寄与しない。したがって、実際の劈開面が設計上の目標劈開面３５から許容範囲内でずれて、共振器端面２０，２１に対する検査マーク３０，３１の位置がわずかにずれたとしてもレーザ発光には影響がない。

【0042】

図８は、他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図であり、図６と同様に見た図である。この実施形態では、素子部分１Ａ（ひいては半導体レーザ素子１）に図６で示したＬ字形の検査マーク３０，３１の代わりに、矩形の検査マーク３６，３７が設けられている。検査マーク３６，３７は絶縁層６の上に配置されており、ｐ側電極８の材料と同じ金属材料から形成されている。検査マーク３６の一端部３６ａは、ｐ側電極８の端部８ｃよりも共振器端面２０の近くに配置されている。検査マーク３７の一端部３７ａは、ｐ側電極８の端部８ｄよりも共振器端面２１の近くに配置されている。

【0043】

この実施形態では、ｐ側電極８の端部８ｃと目標劈開面３５の間隔ｄ１（電流非注入領域２２の理想の長さ）は、ｐ側電極８の端部８ｄと目標劈開面３５の間隔ｄ２（電流非注入領域２３の理想の長さ）より大きい。このように、ｄ１とｄ２は異なってもよい。共振器端面２０，２１に要求される性能、共振器端面２０，２１に設けられる多層誘電体反射膜の性質などの諸要因に応じて、異なるｄ１とｄ２が決定されうる。ただし、検査マーク３６の端部３６ａと目標劈開面３５の間隔ｅ１は、検査マーク３７の端部３７ａと目標劈開面３５の間隔ｅ２に等しい。

【0044】

図９は、他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図であり、図６と同様に見た図である。この実施形態では、図８の実施形態と同様に矩形の検査マーク３６，３７が設けられている。

【0045】

この実施形態では、ｐ側電極８の端部８ｃと目標劈開面３５の間隔ｄ１（電流非注入領域２２の理想の長さ）は、ｐ側電極８の端部８ｄと目標劈開面３５の間隔ｄ２（電流非注入領域２３の理想の長さ）に等しい。ただし、検査マーク３６の端部３６ａと目標劈開面３５の間隔ｅ１（許容誤差）は、検査マーク３７の端部３７ａと目標劈開面３５の間隔ｅ２（許容誤差）より長い。このように、ｅ１とｅ２は異なってもよい。共振器端面２０，２１に要求される性能、共振器端面２０，２１に設けられる多層誘電体反射膜の性質などの諸要因に応じて、異なるｅ１とｅ２が決定されうる。

【0046】

図１０は、他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図であり、図６と同様に見た図である。この実施形態では、素子部分１Ａ（ひいては半導体レーザ素子１）に、階段状のパターンを持つ検査マーク４０，４１が設けられている。検査マーク４０，４１は絶縁層６の上に配置されており、ｐ側電極８の材料と同じ金属材料から形成されている。検査マーク４０の一端部４０ａは、ｐ側電極８の端部８ｃよりも共振器端面２０の近くに配置されている。検査マーク４１の一端部４１ａは、ｐ側電極８の端部８ｄよりも共振器端面２１の近くに配置されている。

【0047】

検査マーク４０，４１の各々に形成された階段状のパターンは、等間隔をおいた複数の段差を有し、これらの段差は、目標劈開面３５に対して平行である。したがって、検査マーク４０，４１と実際の劈開面の相対位置に基づいて、実際の劈開面が設計上の目標劈開面３５からどの程度ずれているのか、簡便かつ明確に認識することができる。この実施形態では、検査マーク４０の端部４０ａと目標劈開面３５の間隔ｅ１、および検査マーク４１の端部４１ａと目標劈開面３５の間隔ｅ２は、電流非注入領域の長さの許容誤差より小さくてもよい。例えば、検査マーク４０のある段差４０ｂと目標劈開面３５の間隔ｅ３、および検査マーク４１のある段差４１ｂと目標劈開面３５の間隔ｅ４を電流非注入領域の長さの許容誤差として決定してもよい。すなわち、実際の劈開面が、端部４０ａ，４０ｂの間の範囲からずれて、検査マーク４０または４１を分断したとしても、段差４０ｂ，４１ｂの間を通過した場合には、半導体レーザ素子１を合格品に分類してもよい。この場合、実際の劈開面が、端部４０ａ，４０ｂの間を通過した場合には、半導体レーザ素子１を合格品より品質が高い優等品に分類してもよい。

【0048】

図１１は、他の実施形態に係る半導体ウェハの拡大平面図であり、図６と同様に見た図である。この実施形態では、素子部分１Ａ（ひいては半導体レーザ素子１）に、二等辺三角形の検査マーク４７と楕円形の検査マーク４６が設けられている。検査マーク４６，４７は絶縁層６の上に配置されており、ｐ側電極８の材料と同じ金属材料から形成されている。検査マーク４６の一端部４６ａは、ｐ側電極８の端部８ｃよりも共振器端面２０の近くに配置されている。検査マーク４７の一端部４７ａは、ｐ側電極８の端部８ｄよりも共振器端面２１の近くに配置されている。

【0049】

図１１の上方の素子部分１Ａに形成された二等辺三角形の検査マーク４７は、頂角を目標劈開面３５に向けて配置されている。したがって、実際の劈開面が検査マーク４７を分断すると、検査マーク４７の断片が台形となって半導体レーザ素子１（図１１の上方の素子部分１Ａ）に残される。このような明らかな形状変化によって、検査マーク４７が分断されたことが視認されやすい。図１１の下方の素子部分１Ａに形成された楕円形の検査マーク４６は、短軸が目標劈開面３５に平行になるよう配置されている。したがって、実際の劈開面が検査マーク４６を分断すると、検査マーク４６が分断されたことが視認されやすい。

【0050】

この実施形態では、検査マーク４６，４７は、接続線４６ｂ，４７ｂによってｐ側電極８に接続されている。接続線４６ｂ，４７ｂも導電性を有する金属材料から形成されているが、絶縁層６上に形成されているので、レーザ発光には寄与しない。したがって、接続線４６ｂ，４７ｂはなくてもよいし、あったとしてもレーザ発光には影響がない。

【0051】

当業者であれば、検査マークの形状に様々なバリエーションがありうることは理解されるであろう。１つの半導体ウェハに複数の形状の検査マークが設けられてもよい。

【0052】

図１２は、他の実施形態に係る半導体レーザ素子の断面図であり、図１のIII-III線に対応する。この実施形態では、検査マーク５０は、金属製の薄膜ではなく、絶縁層６に形成された開口であって、絶縁層６を貫通する。絶縁層６に開口を例えばエッチングで形成することにより、検査マーク５０を形成することができるので、製造工程の増加数が最小限で済む。検査マーク５０の輪郭形状は、上記の他の実施形態の検査マークの輪郭形状と同じでもよいし、他の形状でもよい。

【0053】

検査マーク５０は、絶縁層６を貫通する開口であるので、検査マーク５０を通じて半導体積層体４が視認される。半導体積層体４および絶縁層６は透明な材料から形成されているが、絶縁層６は、半導体積層体４内の上方の層（例えばｐ型クラッド層４ｆ）の屈折率と異なる屈折率を有する。したがって、検査マーク５０は視認することができ、劈開面のずれの認識に役立つ。

【0054】

図１３は、他の実施形態に係る半導体レーザ素子の断面図であり、図１のIII-III線に対応する。この実施形態では、検査マーク５２は、絶縁層６と同じ材料を絶縁層６に重ねた層である。絶縁層６と同じ材料を絶縁層６に重ねることにより、検査マーク５２を形成することができるので、製造工程の増加数が最小限で済む。検査マーク５２の輪郭形状は、上記の他の実施形態の検査マークの輪郭形状と同じでもよいし、他の形状でもよい。

【0055】

検査マーク５２は、透明な絶縁層６と同じ材料を絶縁層６に重ねた層であるが、検査マーク５２の領域は他の絶縁層６の領域の厚さと異なる厚さを有するので、検査マーク５２は視認することができ、劈開面のずれの認識に役立つ。

【0056】

図１４は、他の実施形態に係る半導体レーザ素子の断面図であり、図１のIII-III線に対応する。この実施形態では、検査マーク５４は、ｐ側電極８に重ならない領域に位置しており、半導体積層体４のｐ型クラッド層４ｆに形成された開口であって、ｐ型クラッド層４ｆを貫通する。ｐ型クラッド層４ｆに開口を例えばエッチングで形成することにより、検査マーク５４を形成することができるので、製造工程の増加数が最小限で済む。検査マーク５４の輪郭形状は、上記の他の実施形態の検査マークの輪郭形状と同じでもよいし、他の形状でもよい。

【0057】

検査マーク５４は、ｐ型クラッド層４ｆを貫通する開口であるので、検査マーク５４を通じてｐ型ガイド層４ｅが視認される。半導体積層体４の各層は透明な材料から形成されているが、各層は、互いに異なる屈折率を有する。したがって、検査マーク５４は視認することができ、劈開面のずれの認識に役立つ。

【0058】

ｐ型クラッド層４ｆに限らず、半導体積層体４の他の層に検査マークを形成してもよい。また、図示しないが、検査マークは、一つの半導体層（半導体積層体４のいずれかの層）と同じ材料をその半導体層に重ねることにより、形成してもよい。この場合も、製造工程の増加数が最小限で済む。

【0059】

図１５および図１６は、他の実施形態を示す。図１５は、半導体レーザ素子１が切り出される前の半導体ウェハの平面図であり、図１６は、図１５の上方の素子部分１Ａに対応する半導体レーザ素子１の断面図であり、共振器端面２１の付近を示す。この実施形態では、絶縁層６は、ｐ型クラッド層４ｆの上面のリッジ部１４を除く領域だけではなく、リッジ部１４の一部にも絶縁層６が形成されている。具体的には、目標劈開面３５（理想的な共振器端面２０，２１）の両側のある程度の長さ分、リッジ部１４上に絶縁層６が形成されている。したがって、図１６に示すように、共振器端面２１側において、ｐ側電極８の中央部分８ａの延長部分２５（電流非注入領域２３でもある）に絶縁層６が形成されている。図１６に示されていない共振器端面２０側においても、ｐ側電極８の中央部分８ａの延長部分２４（電流非注入領域２２でもある）に絶縁層６が形成されている。

【0060】

この実施形態では、図１６に示すように、共振器端面２１側において、ｐ側電極８の両端から突出する金属部分５７が延長部分２５上の絶縁層６に載っている。図１６に示されていない共振器端面２０側においても、ｐ側電極８の両端から突出する金属部分５６が延長部分２４上の絶縁層６に載っている。これらの金属部分５６，５７は、絶縁層６上に形成されているので、レーザ発光には寄与せず、ｐ側電極８に連結されているが、電極としての役割を持たない。つまり、これらの金属部分はｐ側電極８の部分ではない。したがって、ｐ側電極８は、ｐ型クラッド層４ｆに直接接触する範囲で終端し、ｐ型クラッド層４ｆに直接接触する端部８ｃ，８ｄを有する。別の見方をすれば、端部８ｃから突出して延長部分２４上に位置する金属部分５６は、ｐ側電極８の一部ではなく、端部８ｄから突出して延長部分２５上に位置する金属部分５７も、ｐ側電極８の一部ではない。

【0061】

この実施形態では、これらの金属部分５６，５７が検査マークとして利用される。したがって、検査マーク５６は、ｐ側電極８の端部８ｃから共振器端面２０（目標劈開面３５）に向けて、ｐ側電極８の長手方向に沿って突出する金属製の突出片であり、検査マーク５７は、ｐ側電極８の端部８ｄから共振器端面２１（目標劈開面３５）に向けて、ｐ側電極８の長手方向に沿って突出する金属製の突出片である。このように、検査マーク５６，５７はｐ側電極８の材料と同じ金属材料から形成されており、電流非注入領域２２，２３に形成された絶縁層６に重なっている。

【0062】

検査マーク５６，５７の各々は、二等辺三角形の形状を有し、頂角を目標劈開面３５に向けて配置されている。検査マーク５６の頂角すなわち一端部５６ａは、ｐ側電極８の端部８ｃよりも共振器端面２０の近くに配置されている。検査マーク５７の頂角すなわち一端部５７ａは、ｐ側電極８の端部８ｄよりも共振器端面２１の近くに配置されている。ただし、検査マーク５６，５７の輪郭形状は二等辺三角形に限定されない。

【0063】

検査マーク５６，５７は金属材料から形成されており、ｐ側電極８の端部８ｃ，８ｄから共振器端面２０，２１に向けて突出するが、電流非注入領域２２，２３に形成された絶縁層６上に形成されているので、レーザ発光には寄与しない。したがって、実際の劈開面が設計上の目標劈開面３５からずれて、共振器端面２０，２１に対する検査マーク５６，５７の位置がずれたとしてもレーザ発光には影響がない。また、検査マーク５６，５７はｐ側電極８の端部８ｃ，８ｄから共振器端面２０，２１に向けてｐ側電極８の長手方向に沿って突出するので、ｐ側電極８のすぐ近傍で劈開面のずれの有無およびずれの大きさを確認することができる。

【0064】

図１７および図１８は、他の実施形態を示す。図１７は、半導体レーザ素子１が切り出される前の半導体ウェハの平面図であり、図１８は、図１７の上方の素子部分１Ａに対応する半導体レーザ素子１の断面図であり、共振器端面２１の付近を示す。この実施形態では、非オーミック電極であるパッド電極１０に検査マーク６０，６１が設けられている。検査マーク６０，６１は、他の実施形態の検査マークと異なり、ｐ側電極８から目標劈開面３５の付近まで延びている。

【0065】

この実施形態では、絶縁層６は、ｐ型クラッド層４ｆの上面のリッジ部１４を除く領域に形成され、リッジ部１４上には形成されていない。したがって、図１８に示すように、共振器端面２１側において、ｐ側電極８の中央部分８ａの延長部分２５（電流非注入領域２３でもある）には、絶縁層６がなく、半導体積層体４のｐ型クラッド層４ｆにパッド電極１０が非オーミック接触する。図１８に示されていない共振器端面２０側においても、ｐ側電極８の中央部分８ａの延長部分２４（電流非注入領域２２でもある）には、絶縁層６がなく、半導体積層体４のｐ型クラッド層４ｆにパッド電極１０が非オーミック接触する。リッジ部１４の両脇では、パッド電極１０は絶縁層６上に形成されている。

【0066】

したがって、パッド電極１０は金属材料製ではあるが、レーザ発光には寄与しない。図１７の下方の素子部分１Ａにおいては、パッド電極１０のうちｐ側電極８の端部８ｃよりも目標劈開面３５に近い部分が検査マーク６０として利用される。検査マーク６０の一端部６０ａは、ｐ側電極８の端部８ｃよりも共振器端面２０の近くに配置されている。図１７の上方の素子部分１Ａにおいては、パッド電極１０のうちｐ側電極８の端部８ｄよりも目標劈開面３５に近い部分が検査マーク６１として利用される。検査マーク６１の一端部６１ａは、ｐ側電極８の端部８ｄよりも共振器端面２１の近くに配置されている。

【0067】

検査マーク６０，６１の各々は、階段状のパターンを有する。具体的には、検査マーク６０は直線状の端部６０ａと段差６０ｂを有し、これらは目標劈開面３５に対して平行である。検査マーク６１は直線状の端部６１ａと段差６１ｂを有し、これらも目標劈開面３５に対して平行である。したがって、検査マーク６０，６１と実際の劈開面の相対位置に基づいて、実際の劈開面が設計上の目標劈開面３５からどの程度ずれているのか、簡便かつ明確に認識することができる。ただし、検査マーク６０，６１の形状は、図示の実施形態に限定されない。

【0068】

検査マーク６０，６１は電流非注入領域２２，２３に配置された金属材料製のパッド電極１０に設けられているが、パッド電極１０は半導体積層体４に非オーミック接触するので、レーザ発光には寄与しない。したがって、実際の劈開面が設計上の目標劈開面３５からずれて、共振器端面２０，２１に対する検査マーク６０，６１の位置がずれたとしてもレーザ発光には影響がない。また、検査マーク６０，６１はｐ側電極８の端部８ｃ，８ｄと共振器端面２０，２１の間に存在するので、ｐ側電極８のすぐ近傍で劈開面のずれの有無およびずれの大きさを確認することができる。また、パッド電極１０を形成する時に、検査マーク６０，６１を形成することができるので、製造工程を増やす必要がない。

【0069】

図１９は、他の実施形態に係る半導体レーザ素子の断面図であり、図３と同様の図である。この実施形態では、ｎ側電極１２がｐ側電極８と同じ側に配置されている。具体的には、半導体積層体４のいずれかの層（例えば図示のようにｎ型クラッド層４ｂ）の上面にｎ側電極１２が形成されている。

【0070】

半導体積層体４の下面には、ダイボンド用パッド６５が形成されている。ダイボンド用パッド６５は、例えばチタン層、白金層、金層からなる薄膜である。

【0071】

この実施形態では、絶縁層６の上に配置され金属材料から形成された薄膜である検査マーク３０，３１が設けられている（検査マーク３１のみ図１９に示す）。上述した他のタイプの検査マークを設けてもよい。

【0072】

図２０は、他の実施形態に係る半導体レーザ素子の平面図である。この実施形態では、図１の実施形態よりも幅が広いリッジ部１４の真上だけに直線状のｐ側電極８が配置されている。この実施形態のｐ側電極８は、中央部分８ａに相当する部分を有し、リッジ部１４の両脇の領域の上に配置されるサイド部分８ｂを有しない。リッジ部１４上のｐ側電極８の両方の側端縁は、凹凸を有する。このように、ｐ側電極８について「直線状」とは、共振器方向に沿って、電流を注入して発光に寄与する直線状に延びる部分を少なくとも有することを意味し、必ずしもｐ側電極の側端縁が直線状でなくてもよい、

【0073】

以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

【符号の説明】

【0074】

１ 半導体レーザ素子
１Ａ 素子部分
４ 半導体積層体
６ 絶縁層
８ ｐ側電極（第一電極）
８ｃ，８ｄ 端部
１０ パッド電極
１２ ｎ側電極（第二電極）
１４ リッジ部
２０，２１ 共振器端面
２２，２３ 電流非注入領域
３０，３１，３６，３７，４０，４１，４６，４７，５０，５２，５４，５６，５７，６０，６１ 検査マーク
３０ａ，３１ａ，３６ａ，３７ａ，４０ａ，４１ａ，４６ａ，４７ａ，５６ａ，５７ａ，６０ａ，６１ａ 端部
３５ 目標劈開面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】