JP6450637B2 - Lift-off method and ultrasonic horn - Google Patents
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Description
本発明は、エピタキシー基板の表面にバッファ層を介して積層された光デバイス層を移設基板に移し替えるリフトオフ方法及びこれに使用する超音波ホーンに関する。 The present invention relates to a lift-off method for transferring an optical device layer laminated on a surface of an epitaxy substrate via a buffer layer to a transfer substrate, and an ultrasonic horn used for the method.
光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板や炭化珪素基板等のエピタキシー基板の表面にバッファ層を介してGaN(窒化ガリウム)等で構成されるn型半導体層およびp型半導体層からなる光デバイス層が積層され、格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。そして、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割することにより個々の光デバイスを製造している(例えば、特許文献1参照。)。 In an optical device manufacturing process, an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer formed of GaN (gallium nitride) or the like on a surface of an epitaxial substrate such as a sapphire substrate or a silicon carbide substrate having a substantially disc shape via a buffer layer An optical device wafer is formed by forming optical devices such as light-emitting diodes and laser diodes in a plurality of regions partitioned by a plurality of streets formed in a lattice shape. Each optical device is manufactured by dividing the optical device wafer along the street (for example, refer to Patent Document 1).
また、光デバイスの輝度を向上させる技術として、光デバイスウエーハを構成するエピタキシー基板の表面にバッファ層を介して積層された光デバイス層を、AuSn(金錫)等の接合層を介してMo(モリブデン)、Cu(銅)、Si(シリコン)等の移設基板に接合し、エピタキシー基板の裏面側からエピタキシー基板を透過しバッファ層で吸収される波長のレーザー光線を照射してバッファ層を破壊し光デバイス層からエピタキシー基板を剥離することにより、光デバイス層を移設基板に移し替えるリフトオフと呼ばれる光デバイス製造方法がある(例えば、特許文献2参照)。また、レーザー光線をバッファ層に照射する方法では、バッファ層を十分に破壊することができない場合があるため、エピタキシー基板を光デバイスから円滑に剥離するために、シリコン基板が浸漬される純水を介してシリコン基板に超音波を照射し、シリコン基板上の金属膜を剥離するという方法がある(例えば、特許文献3参照)。 As a technology for improving the brightness of optical devices, an optical device layer laminated on the surface of an epitaxy substrate constituting an optical device wafer via a buffer layer is bonded to Mo (through AuSn (gold tin) or other Mo ( Molybdenum), Cu (copper), Si (silicon), etc. are bonded to the transfer substrate, and the buffer layer is destroyed and irradiated by irradiating a laser beam having a wavelength that is transmitted through the epitaxy substrate and absorbed by the buffer layer from the back side of the epitaxy substrate. There is an optical device manufacturing method called lift-off in which an optical device layer is transferred to a transfer substrate by peeling the epitaxy substrate from the device layer (see, for example, Patent Document 2). In addition, in the method of irradiating the buffer layer with the laser beam, the buffer layer may not be sufficiently destroyed. Therefore, in order to smoothly peel the epitaxy substrate from the optical device, the pure silicon substrate is immersed in pure water. There is a method of irradiating a silicon substrate with ultrasonic waves and peeling a metal film on the silicon substrate (see, for example, Patent Document 3).
ここで、特許文献3に係る発明では、光デバイス層を移設する点についての開示が全くなく、また水中で行う工程を含む方法は時間が多く掛かるという問題がある。また、光デバイスウエーハが、その直径が2インチを超える4インチや6インチものである場合には、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離させることは困難となる。
Here, in the invention which concerns on
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、直径の大きい光デバイスウエーハをリフトオフする場合でも、エピタキシー基板を光デバイス層から円滑に剥離できるようにすることを解決課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to smoothly peel the epitaxy substrate from the optical device layer even when lifting off an optical device wafer having a large diameter.
上記課題を解決するための本発明は、エピタキシー基板の表面にGaNからなるバッファ層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を移設基板に移し替えるリフトオフ方法であって、該光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に接合層を介して移設基板を接合する移設基板接合工程と、該移設基板が接合された光デバイスウエーハのエピタキシー基板の裏面側からエピタキシー基板に対しては透過性を有しバッファ層に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、エピタキシー基板とバッファ層との境界面に剥離層を形成する剥離層形成工程と、該剥離層形成工程の後、該エピタキシー基板の外周縁を囲繞する形状を有し超音波振動を発振する超音波ホーンを少なくとも該外周縁の裏面に接触させて該エピタキシー基板を振動させ、該移設基板から該エピタキシー基板を剥離し、該光デバイス層を移設基板に移設する光デバイス層移設工程と、を含むリフトオフ方法である。 The present invention for solving the above problems is a lift-off method for transferring an optical device layer of an optical device wafer in which an optical device layer is laminated on a surface of an epitaxy substrate through a buffer layer made of GaN, to a transfer substrate, A transfer substrate bonding step of bonding a transfer substrate to the surface of the optical device layer of the optical device wafer via a bonding layer, and an epitaxy substrate from the back side of the epitaxy substrate of the optical device wafer to which the transfer substrate is bonded A release layer forming step of irradiating the buffer layer having transparency with a pulsed laser beam having an absorptive wavelength to form a release layer on the boundary surface between the epitaxy substrate and the buffer layer; and Thereafter, an ultrasonic horn having a shape surrounding the outer peripheral edge of the epitaxy substrate and oscillating ultrasonic vibration is brought into contact with at least the back surface of the outer peripheral edge. Te is vibrated the epitaxy substrate, peeling the epitaxial substrate from the transfer substrate, and the optical device layer transfer step of transferring the optical device layer transfer substrate, a lift-off method comprising.
また、上記課題を解決するための本発明は、前記のリフトオフ方法に使用する超音波ホーンであって、エピタキシー基板の外周に沿った円弧形状に形成され、該エピタキシー基板の外周縁の裏面に接触する裏面接触面と、エピタキシー基板の外側面を囲繞して位置決めする外側面囲繞面とを備える超音波ホーンである。 In addition, the present invention for solving the above-mentioned problems is an ultrasonic horn used in the lift-off method, which is formed in an arc shape along the outer periphery of the epitaxy substrate, and contacts the back surface of the outer peripheral edge of the epitaxy substrate. An ultrasonic horn comprising a back surface contact surface and an outer surface surrounding surface that surrounds and positions the outer surface of the epitaxy substrate.
本発明に係るリフトオフ方法は、光デバイス層移設工程において、エピタキシー基板の外周縁を囲繞する形状を有し超音波振動を発振する超音波ホーンを少なくとも外周縁の裏面に接触させてエピタキシー基板を振動させることで、直径が大きい光デバイスウエーハであっても、エピタキシー基板を円滑に光デバイス層から剥離することができるので、光デバイス層の移設基板への移設を容易に行うことが可能となる。 The lift-off method according to the present invention is such that in the optical device layer transfer step, an ultrasonic horn having a shape surrounding the outer peripheral edge of the epitaxy substrate and oscillating ultrasonic vibration is brought into contact with at least the back surface of the outer peripheral edge to vibrate the epitaxy substrate. By doing so, even if the optical device wafer has a large diameter, the epitaxy substrate can be smoothly peeled from the optical device layer, so that the optical device layer can be easily transferred to the transfer substrate.
また、本発明に係る超音波ホーンは、エピタキシー基板の外周に沿った円弧形状に形成され、エピタキシー基板の外周縁の裏面に接触する裏面接触面と、エピタキシー基板の外側面を囲繞して位置決めする外側面囲繞面とを備え、本発明に係るリフトオフ方法において使用することで、エピタキシー基板の外周縁からエピタキシー基板に対してに十分に超音波を伝播でき、振動伝播の効率をより一層高め、光デバイス層の移設基板への移設を容易に行うこと可能とする。 The ultrasonic horn according to the present invention is formed in an arc shape along the outer periphery of the epitaxy substrate, and surrounds and positions the back surface contact surface that contacts the back surface of the outer periphery of the epitaxy substrate and the outer surface of the epitaxy substrate. An outer surface surrounding surface, and when used in the lift-off method according to the present invention, it is possible to sufficiently transmit ultrasonic waves from the outer peripheral edge of the epitaxy substrate to the epitaxy substrate, further improving the efficiency of vibration propagation, It is possible to easily transfer the device layer to the transfer substrate.
図1(A)及び図1(B)に示す光デバイスウエーハ10は、例えば、直径が4インチで厚みが600μmの円板形状であるサファイア基板からなるエピタキシー基板11と、エピタキシー基板11の表面11a側に積層された光デバイス層12とを有している。光デバイス層12は、エピタキシー基板11の表面11aにエピタキシャル成長法によって形成されるn型窒化ガリウム半導体層12A及びp型窒化ガリウム半導体層12B(図1(A)では不図示)からなる。エピタキシー基板11に例えば厚みが10μmの光デバイス層12を積層する際に、エピタキシー基板11の表面11aとp型窒化ガリウム半導体層12Bとの間には、GaNからなる厚みが例えば1μmのバッファ層13(図1(A)では不図示)が形成される。光デバイス層12には、格子状に形成された複数の分割予定ライン15によって区画された複数の領域に光デバイス16が形成されている(図1(B)では不図示)。
An optical device wafer 10 shown in FIGS. 1A and 1B includes, for example, an
以下に、図2〜10を用いて本実施形態に係るリフトオフ方法の各工程及びリフトオフ方法で行われる光デバイス層移設工程において使用される超音波ホーンの動作について説明する。なお、図2〜10に示す各工程は、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。 The operation of the ultrasonic horn used in the steps of the lift-off method according to the present embodiment and the optical device layer transfer step performed by the lift-off method will be described below with reference to FIGS. Each process shown in FIGS. 2 to 10 is merely an example, and the present invention is not limited to this configuration.
(1)移設基板接合工程
まず、図2(A)〜図2(C)に示すように、光デバイスウエーハ10の光デバイス層12の表面に接合層21(図2(A)では不図示)を介して移設基板20を接合する移設基板接合工程を行う。
(1) Transfer Substrate Bonding Step First, as shown in FIGS. 2A to 2C, a bonding layer 21 (not shown in FIG. 2A) is formed on the surface of the
移設基板接合工程では、光デバイス層12の表面12aに、例えば厚みが1mmの銅基板からなる移設基板20を、接合層21を介して接合する。なお、移設基板20としては、Mo、Cu、Si等を用いることができ、また、接合層21には、例えば、Au(金)、Pt(白金)、Cr(クロム)、In(インジウム)、Pd(パラジウム)等の接合金属を用いることができる。
この移設基板接合工程では、光デバイス層12の表面12aまたは移設基板20の底面20aに上記接合金属を蒸着して例えば厚みが3μm程度の接合層21を形成する。そして、接合層21と、移設基板の底面20aまたは光デバイス層12の表面12aとを対面させて圧着する。これにより、接合層21を介して光デバイスウエーハ10と移設基板20とを接合した複合基板25を形成する。なお、図4、図7(C)、図8においては、接合層21は省略して示している。
In the transfer substrate bonding step, the
In this transfer substrate bonding step, the bonding metal is deposited on the
(2)剥離層形成工程
移設基板接合工程を行った後、図3に示すように、移設基板20が接合された光デバイスウエーハ10のエピタキシー基板11の裏面11b側からエピタキシー基板11に対しては透過性を有しバッファ層13に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、エピタキシー基板11とバッファ層13との境界面に剥離層を形成する剥離層形成工程を行う。
(2) Release layer forming step After the transfer substrate bonding step is performed, as shown in FIG. 3, from the
剥離層形成工程では、レーザー加工装置30に備えるチャックテーブル31の保持面となる上面に、複合基板25の移設基板20の表面20bが接するように載置する。そして、チャックテーブル31に接続された図示しない吸引手段で吸引し、チャックテーブル31上で複合基板25を吸着保持する。次いで、図示しない移動手段を作動させて、例えば、ガルバノスキャナ等を備えたレーザー光線照射手段32を移動し、レーザー光線照射手段32に備える集光レンズ32cと複合基板25のエピタキシー基板11の裏面11bとを対向させ、レーザー光線照射手段32のレーザー光線照射位置をエピタキシー11の最外周に位置付ける。その後、図4に示すように、レーザー光線照射手段32によって、エピタキシー基板の裏面11b側からパルスレーザー光線を照射する。レーザー光線照射手段32では、レーザー光線発振手段32aから、エピタキシー基板11に対しては透過性を有しバッファ層13に対しては吸収性を有する波長に設定されたパルスレーザー光線を発振する。そして、レーザー光線発振手段32aから発振したパルスレーザー光線をミラー32bで反射し、集光レンズ32cに入光する。集光レンズ32cでは、バッファ層13に集光点を合わせて、集光させたパルスレーザー光線を照射する。
In the release layer forming step, the
ミラー32bは、ガルバノミラー等で構成され反射角度を調整可能であり、集光レンズ32cにより集光されるパルスレーザー光線がバッファ層13の面方向に沿う任意の方向に走査可能に設けられる。ミラー32bを調整して、図5に示すように、パルスレーザー光線の集光点が、エピタキシー基板11の裏面11bの最外周から中心に向けてスパイラル状の軌跡を描くようにパルスレーザー光線を走査して行う。これにより、バッファ層13の全面に対応する領域にパルスレーザー光線が照射され、バッファ層13を構成するGaNがN2ガスとGaとに分解される。そして、図4に示すようにエピタキシー基板11とバッファ層13との境界面に島状に複数形成されるN2ガス層19aとGa層とからなる剥離層19が形成される。ここで、N2ガス層19aは、バッファ層13の全面にわたって形成される場合もあるが、図6に示すように、エピタキシー基板11の外周に近付く程、広範囲にわたって万遍なく形成される傾向がある。なお、剥離層形成工程において、直径が4インチと大きいエピタキシー基板11に対してパルスレーザー光線を照射する際に、例えば、レーザー光線照射手段32のレーザー光線照射位置をエピタキシー基板11の最外周に位置付け、チャックテーブル31の下部に配設された図4に示す回転手段33によりチャックテーブル31を回転させつつ、レーザー光線照射手段32をエピタキシー基板11の裏面11bの中心に向けて移動することにより、バッファ層13の全面にパルスレーザー光線を照射してもよい。
The
上記剥離層形成工程は、例えば以下のレーザー加工条件で実施する。
光源 :YAGレーザー
波長 :257nm
繰り返し周波数 :50kHz
平均出力 :0.12W
パルス幅 :100ps
ピークパワー :5μJ−3μJ
スポット径 :70μm
レーザー光線照射手段移動速度 :50−100mm/秒
The said peeling layer formation process is implemented on the following laser processing conditions, for example.
Light source: YAG laser Wavelength: 257 nm
Repetition frequency: 50 kHz
Average output: 0.12W
Pulse width: 100ps
Peak power: 5μJ-3μJ
Spot diameter: 70 μm
Laser beam irradiation means moving speed: 50-100 mm / sec
(3)光デバイス層移設工程
剥離層形成工程を行った後、図8〜図9に示すように、エピタキシー基板11の外周縁11cを囲繞する形状を有し超音波振動を発振する超音波ホーン40を少なくとも外周縁11cの裏面11dに接触させてエピタキシー基板11を振動させ、移設基板20からエピタキシー基板11を剥離し、光デバイス層12を移設基板20に移設する光デバイス層移設工程を行う。なお、エピタキシー基板11の外周縁11cとは、例えば、エピタキシー基板11の外側面11eと、エピタキシー基板11の裏面11bのうち最外周部分を占める環状の面11dとを合わせて構成される一定の面積を有する部分である。すなわち、エピタキシー基板11の外周縁11cの裏面は、エピタキシー基板11の裏面11bの最外周部分を占める環状の面11dと同一となる。
(3) Optical Device Layer Transfer Step After performing the release layer forming step, as shown in FIGS. 8 to 9, an ultrasonic horn having a shape surrounding the outer
図7(A)〜図7(C)に示す超音波ホーン40は、例えば、半環状の天板400と、天板400の外周から−Z方向に垂直に垂れ下がる半環状の側板401と、側板401の外周側から突き出る凸部402とから構成され、その全形は、本実施形態ではエピタキシー基板11の外周に沿った半円弧形状となっている。そして、超音波ホーン40の断面は、例えば逆L字型となっている。また、超音波ホーン40は、移動手段404により、鉛直方向(Z軸方向)及び水平方向(X軸方向及びY軸方向)に移動可能となっている。なお、超音波ホーン40の全形は、半円弧形状に限定されるものではなく、エピタキシー基板11の外周に沿った円弧形状となっていればよい。
The
天板400の下面は、エピタキシー基板11の外周縁11cの裏面11dに接触する裏面接触面400aとなり、凸部402上に配設された超音波発振器403(図7(B)には不図示)から発振された超音波振動は、裏面接触面400aからエピタキシー基板11に対して伝播される。半環状の側板401の内径(半環の中空部の直径)はエピタキシー基板11の外径と同程度またはそれ以上となっており、側板401の内周側の面は、エピタキシー基板11の外側面11eを囲繞して位置決めする外側面囲繞面401aとなる。すなわち、例えば、エピタキシー基板11の外側面11eを外側面囲繞面401aが囲繞し接触した状態となることで、超音波ホーン40はエピタキシー基板11に対して位置決めされる。さらに、外側面囲繞面401aの鉛直方向(Z軸方向)の長さすなわち裏面接触面400aから側板401の下面401bまでの長さL1(図7(A)には不図示)は、エピタキシー基板11の厚み以下の長さとなる。
The lower surface of the
図8に示すように、光デバイス層移設工程では、まず、移設装置4に備える保持テーブル44の保持面となる上面に、複合基板25の移設基板20の表面20bが接するように載置する。そして、保持テーブル44に接続された図示しない吸引手段で吸引し、チャックテーブル44上で複合基板25を吸着保持する。次いで、図9に示すように2つ超音波ホーン40をそれぞれ移動手段404により複合基板25上へと、各超音波ホーン40の外側面囲繞面401aが向かい合うように移動させて、エピタキシー基板11と2つの超音波ホーン40との位置合わせを行う。なお、図8においては、片側の超音波ホーン40のみを図示している。この位置合わせにおいては、図8に示すように、例えば、超音波ホーン40の外側面囲繞面401aが、エピタキシー基板11の外側面11eを接した状態で囲繞するようにする。このように、本実施形態では、例えば、超音波ホーン40をエピタキシー基板11の円周上に2つ並べて用いることで、図9に示すようにエピタキシー基板11の外周縁11c全てが超音波ホーン40により囲繞された状態となる。
As shown in FIG. 8, in the optical device layer transfer step, first, the
次いで、図8に示す超音波ホーン40に備える超音波発振器403が作動し、超音波発振器403から、振幅方向がエピタキシー基板11の裏面11bに対して垂直方向(Z軸方向)であり例えば周波数が20kHzで振幅が20μmである超音波を発振させる。この超音波は、周波数及び振幅の値を適宜変更可能であり、例えば、光デバイスウエーハ10の厚みが薄くなると、超音波振幅を小さく変更したりする。また、2つの超音波ホーン40を−Z方向へと下降させて、エピタキシー基板11の外周縁11cの裏面11d全てに対して各超音波ホーン40の裏面接触面400aを接触させる、すなわち、エピタキシー基板11の裏面11bの最外周部分を占める環状の面11d全面に対して、2つの超音波ホーン40の裏面接触面400aで接触することで、超音波発振器403から発振された超音波がエピタキシー基板11へと伝播する。そして、エピタキシー基板11は、超音波が伝播することで上下方向(Z軸方向)に振動する。ここで、例えば、光デバイスウエーハ10の直径よりも移設基板20の直径が大きい場合や、移設基板接合工程において移設基板20と光デバイスウエーハ10とがずれて接合されていた場合には、図8に示すように移設基板20にはみ出し部20cが形成される場合がある。このような場合においても、超音波ホーン40の裏面接触面400aから側板401の下面401bまでの長さL1(図7(C)参照)は、エピタキシー基板11の厚み以下の長さであるため、超音波ホーン40の外側面囲繞面401aは移設基板20には接することがない。そのため、移設基板20に対しては超音波が伝播しない。
Next, the
ここで、超音波振動は、エピタキシー基板11から剥離層19のN2ガス層19aを介して伝播するものと推測されている。すなわち、N2ガス層19aがZ軸方向に揺さぶられることで、バッファ層13によるエピタキシー基板11と光デバイス層12との結合が徐々に破壊されていく。そして、超音波ホーン40が接触するエピタキシー基板11の表面11aの外周部には、剥離層19にN2ガス層19aが広範囲にわたって万遍なく多く形成されるので、N2ガス層19aの真上等の極めて近い位置から十分に振動を発振でき、N2ガス層19aが剥離層19の中心に向けて、バッファ層13によるエピタキシー基板11と光デバイス層12との結合を破壊しながら外周側から広がっていくため、振動伝播の効率をより高めることができる。
Here, it is presumed that the ultrasonic vibration propagates from the
なお、エピタキシー基板11への超音波振動の付与は、2つの超音波ホーン40をエピタキシー基板11の円周上に並べて用いずに、1つの超音波ホーン40をエピタキシー基板11の外周縁11cに沿って円周方向に移動させることで行ってもよい。
また、例えば、超音波ホーン40がその円弧が半円よりも短い円弧を備える形状のものである場合には、超音波ホーン40をエピタキシー基板11の円周上に2つ以上並べて、超音波振動の付与を行ってもよい。
Note that the application of ultrasonic vibration to the
Further, for example, when the
超音波ホーン40による超音波振動の付与後、図10(A)に示す移動手段45によって鉛直方向(Z軸方向)及び水平方向(X軸方向及びY軸方向)に移動可能な吸引パッド46によって、エピタキシー基板11を吸引保持して移動させる。吸引パッド46には、吸引源47が接続されており、吸引源47によって生み出された吸引力がポーラス部材等で構成される吸引パッド46の吸引面(下面)に伝達されることで、吸引パッド46は吸引面でエピタキシー基板11を吸引保持する。
After application of ultrasonic vibration by the
まず、移動手段45により吸引パッド46をエピタキシー基板11へと移動させ、次いで吸引パッド46を−Z方向へ下降させて、吸引パッド46の吸引面(下面)を複合基板25におけるエピタキシー基板11の裏面11bに接触させる。そして、吸引源47を作動させて吸引パッド46の吸引面でエピタキシー基板の裏面11bを吸引保持する。そして、図に示すように、移動手段45により吸引パッド46を保持テーブル44から離反する+Z方向へと引き上げる。これにより、光デバイス層12からエピタキシー基板11が剥離され、光デバイス層12の移設基板20への移設が完了する。
First, the
このように、本実施形態に係るリフトオフ方法では、光デバイス層移設工程において、超音波ホーン40を少なくともエピタキシー基板11の外周縁11cの裏面11dに接触させてエピタキシー基板11を振動させることで、上述のように効率良く超音波振動を伝播させることができる。これにより、バッファ層13によるエピタキシー基板11と光デバイス層12との結合を十分に破壊することができる。そのため、リフトオフの対象が、直径が4インチと大きい光デバイスウエーハ10であっても、エピタキシー基板11の剥離による光デバイス層12の損傷を回避でき、光デバイス層12からエピタキシー基板11を迅速且つ円滑に剥離することができる。また、超音波ホーン40は上記形状を備えることで、エピタキシー基板11の外周縁11cの裏面11dからエピタキシー基板11に対して十分に超音波を伝播でき、振動伝播の効率をより一層高め、光デバイス層12の移設基板20への移設を容易に行うこと可能とする。
Thus, in the lift-off method according to the present embodiment, in the optical device layer transfer step, the
なお、本発明に係るリフトオフ方法は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている超音波ホーン40の大きさや形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
The lift-off method according to the present invention is not limited to the above embodiment, and the size and shape of the
10:光デバイスウエーハ 11:エピタキシー基板 11a:エピタキシー基板の表面 11b:エピタキシー基板の裏面 11c:エピタキシー基板の外周縁
11d:外周縁の裏面 11e:エピタキシー基板の外側面
12:光デバイス層
12A:n型窒化ガリウム半導体層 12B:p型窒化ガリウム半導体層
12a:光デバイス層の表面
13:バッファ層 15:分割予定ライン 16:光デバイス
19:剥離層 19a:N2ガス層
20:移設基板
20a:移設基板の底面 20b:移設基板の表面 20c:移設基板のはみ出し部
21:接合層 25:複合基板
30:レーザー加工装置 31:チャックテーブル 32:レーザー光線照射手段
32a:レーザー光線発振手段 32b:ミラー 32c:集光レンズ 33:回転手段
40:超音波ホーン 400:天板 400a:裏面接触面
401:側板 401a:外側面囲繞面 401b:側板の下面 402:凸部
403:超音波発振器 404:移動手段
L1:長さ
44:保持テーブル 45:移動手段 46:吸引パッド 47:吸引源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Optical device wafer 11: Epitaxy board |
11d: Back surface of outer
12A: n-type gallium
12a: Surface of optical device layer 13: Buffer layer 15: Planned division line 16: Optical device
19:
20a: bottom surface of the
21: Bonding layer 25: Composite substrate 30: Laser processing device 31: Chuck table 32: Laser beam irradiation means
32a: Laser beam oscillation means 32b:
401:
403: Ultrasonic oscillator 404: Moving means
L1: Length 44: Holding table 45: Moving means 46: Suction pad 47: Suction source
Claims (2)
該光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に接合層を介して移設基板を接合する移設基板接合工程と、
該移設基板が接合された光デバイスウエーハのエピタキシー基板の裏面側からエピタキシー基板に対しては透過性を有しバッファ層に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、エピタキシー基板とバッファ層との境界面に剥離層を形成する剥離層形成工程と、
該剥離層形成工程の後、該エピタキシー基板の外周縁を囲繞する形状を有し超音波振動を発振する超音波ホーンを少なくとも該外周縁の裏面に接触させて該エピタキシー基板を振動させ、該移設基板から該エピタキシー基板を剥離し、該光デバイス層を該移設基板に移設する光デバイス層移設工程と、を含むリフトオフ方法。 A lift-off method for transferring an optical device layer of an optical device wafer in which an optical device layer is laminated on a surface of an epitaxy substrate via a buffer layer made of GaN to a transfer substrate,
A transfer substrate bonding step of bonding a transfer substrate to the surface of the optical device layer of the optical device wafer via a bonding layer;
From the back side of the epitaxy substrate of the optical device wafer to which the transfer substrate is bonded, the epitaxy substrate is irradiated with a pulsed laser beam having a wavelength that is transparent and the buffer layer is absorptive. A release layer forming step of forming a release layer on the interface with the layer;
After the release layer forming step, an ultrasonic horn having a shape surrounding the outer periphery of the epitaxy substrate and oscillating ultrasonic vibration is brought into contact with at least the back surface of the outer periphery to vibrate the epitaxy substrate, and the transfer An optical device layer transfer step of peeling the epitaxy substrate from the substrate and transferring the optical device layer to the transfer substrate.
エピタキシー基板の外周に沿った円弧形状に形成され、該エピタキシー基板の外周縁の裏面に接触する裏面接触面と、エピタキシー基板の外側面を囲繞して位置決めする外側面囲繞面とを備える超音波ホーン。 An ultrasonic horn for use in the lift-off method according to claim 1,
An ultrasonic horn that is formed in an arc shape along the outer periphery of the epitaxy substrate and includes a back surface contact surface that contacts the back surface of the outer peripheral edge of the epitaxy substrate and an outer surface surrounding surface that surrounds and positions the outer surface of the epitaxy substrate .
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