CN101772846A - 半导体发光元件以及其制造方法 - Google Patents

半导体发光元件以及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101772846A
CN101772846A CN200880101844A CN200880101844A CN101772846A CN 101772846 A CN101772846 A CN 101772846A CN 200880101844 A CN200880101844 A CN 200880101844A CN 200880101844 A CN200880101844 A CN 200880101844A CN 101772846 A CN101772846 A CN 101772846A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sapphire substrate
interarea
semiconductor light
emitting elements
cut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880101844A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101772846B (zh
Inventor
市原隆志
吉田裕史
山田孝夫
若井阳平
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.)
Nichia Corp
Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Chemical Industries Ltd filed Critical Nichia Chemical Industries Ltd
Publication of CN101772846A publication Critical patent/CN101772846A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101772846B publication Critical patent/CN101772846B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0201—Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0201—Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
    • H01S5/0202—Cleaving
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0213—Sapphire, quartz or diamond based substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H01S5/3054—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping
    • H01S5/3063—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping using Mg
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/3202—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth
    • H01S5/320275—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth semi-polar orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/3211—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser

Abstract

本发明提供一种半导体发光元件的制造方法，使蓝宝石晶片形成芯片时，能够以极高的成品率正确地形成芯片。该半导体发光元件的制造方法是从具有定位面的蓝宝石基板上叠层了氮化镓类化合物半导体的晶片制造半导体发光元件的方法，其具有如下的工序：在平行所述定位面的方向(Xo)具有偏移角(θ)的蓝宝石基板的第1主面上叠层半导体层，在所述半导体层侧，形成第1切断槽，所述第1切断槽在大致垂直所述方向(Xo)的方向(Y)上延伸，在所述蓝宝石基板的内部，平行所述第1切断槽，并且对应偏移角(θ)的倾斜度，从第1切断槽内的分割预定线向±Xo方向移动规定距离，从而形成第2切断线，沿着所述第1以及/或者第2切断线分割晶片。

Description

半导体发光元件以及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体发光元件以及其制造方法，特别详细地涉及一种向晶片内部照射透过晶片的光、从而使晶片形成芯片的半导体发光元件以及其制造方法。
背景技术
以往，叠层了半导体层的晶片由切片机(Dicer)、划线器(Scriber)、激光划线器(Laser Scriber)等形成芯片。
但是，通常氮化物半导体层叠层于由蓝宝石基板构成的晶片上，由于蓝宝石基板在对于定位(Orientation Flat)(多为A面、C面)的平行方向不具有裂开性(Cleavage)，因此由划线器等进行分割比较困难。
另外，由划线器对氮化物半导体层进行分割时，存在如下的问题，由砂轮产生瑕疵时容易产生裂痕、碎片等。
再有，使用激光划线器来形成槽、并使用该槽进行切断的情况下，不具有裂开性的蓝宝石基板在膜厚方向倾斜，也就是倾斜产生裂纹，直至作为元件发挥功能的半导体层的一部分出现裂纹，从而成为次品。
为了避免这种裂纹而提出如下的制造方法，从氮化镓类化合物半导体层侧形成第1扩展槽，在并不与该第1扩展槽的中心线重叠的位置，从蓝宝石基板侧形成第2扩展槽，有效地利用向倾斜方向的裂纹从而制造芯片(例如，专利文献1)。
另外，作为其他的方法也提出了如下形成芯片的方法，在半导体层的表面形成第1扩展槽，从该第1扩展槽向蓝宝石基板内部照射激光形成第2扩展槽，从而形成芯片(例如，专利文献2)。
再有，还提出如下的方法，从蓝宝石基板的背面由激光进行内部加工，并且在蓝宝石基板背面通过划线或激光照射来加工表面，从而形成芯片(例如，专利文献3)。
另外，又提出如下的方法，向蓝宝石基板内部照射激光时，预先在倾斜的方向设定预定分离面，从蓝宝石基板的背面以沿着该预定分离面的方式多阶段并且断续地进行激光照射，从而强制地在倾斜方向分割芯片(例如，专利文献4)。
[专利文献1]特开2005-191551号公报
[专利文献2]特开2003-338468号公报
[专利文献3]特开2005-109432号公报
[专利文献4]特开2006-245043号公报
但是，遗留下如下的问题，在调整第1扩展槽与第2扩展槽之间的位置、而有效地利用向倾斜方向的裂纹的情况下，由于蓝宝石基板的厚度，向所希望的倾斜方向的裂纹未必能够实现。并且，还存在每个制作半导体元件的基板都需要预先测试该基板的裂纹方向从而制造工序变得复杂的问题。
另外，存在如下的问题，仅向蓝宝石基板内部照射激光，即使在基板内部形成扩展槽，还是没有所希望那样蓝宝石基板垂直地分割，向倾斜方向的裂纹依然出现。
另外，在沿着预先设定的预定分离面进行激光照射从而在倾斜方向分割晶片的方法中，多阶段并且断续的激光照射大致遍及蓝宝石基板的厚度方向的整体，需要进行膜厚方向与面内方向中的多个激光照射的控制，因而耗费时间，并且制造工序比较复杂。另外，还存在如下的问题，由于遍及蓝宝石基板的厚度方向整体的激光照射而产生的变质部，容易吸收从半导体元件所照射的光，从而半导体发光元件的发光效率下降。
发明内容
本发明是为了解决上述问题点而作出的，其目的是提供一种使蓝宝石基板上叠层了氮化镓类化合物半导体的晶片形成芯片时，与蓝宝石基板的厚度无关、能够确保芯片强度的情况下以极高的成品率正确地形成芯片的半导发光元件的制造方法。
发明者查明使晶片形成芯片时的蓝宝石基板的倾斜方向与蓝宝石基板表面的偏移角之间存在关联，意外地发现对应偏移角的朝向可以控制使晶片形成芯片的分割面，从而完成本发明。
另外，对叠层了半导体层的蓝宝石基板的裂开性进行了专心研究，发现如下的成果以完成本发明，在叠层半导体层之前，在蓝宝石基板表面形成多个凸部，利用由凸部产生的光的散射以及衍射效果来提高半导体发光元件的发光效率，在探索该方法的过程中，查明使晶片形成芯片时的蓝宝石基板的分割面的倾斜方向与凸部的配置或者形状之间存在规律性，意外地发现对应凸部的形状可以控制使晶片形成芯片时的分割面。
本发明是一种由具有定位面的蓝宝石基板上叠层了氮化镓类化合物半导体的晶片制造半导体发光元件的方法，其特征在于，具有如下的工序：
在平行所述定位面的方向Xo具有偏移角θ的蓝宝石基板的第1主面上叠层半导体层，
在所述半导体层侧，形成第1切断槽，所述第1切断槽在大致垂直所述方向Xo的方向Y上延伸，
在所述蓝宝石基板的内部，平行所述第1切断槽，并且对应偏移角θ的倾斜度，从第1切断槽内的分割预定线向±Xo方向移动规定距离，从而形成第2切断线，
沿着所述第1以及/或者第2切断线分割晶片。
另外，本发明是一种由蓝宝石基板上叠层了氮化镓类化合物半导体的晶片制造半导体发光元件的方法，其特征在于，具有如下的工序：
在所述蓝宝石基板的第1主面上，由蚀刻形成底面形状为多边形的凸部，
在所述蓝宝石基板的第1主面上叠层半导体层，
在所述半导体层侧形成第1切断槽，在从所述蓝宝石基板的第1主面侧俯视观察时，所述第1切断槽在大致垂直方向X的方向Y上延伸，该方向X是从所述凸部底面的多边形的重心朝向1个锐角状的顶点的方向，
在所述蓝宝石基板的内部，平行所述第1切断槽，并且从该第1切断槽内的分割预定线向-X方向移动规定距离，从而形成第2切断线，
沿着所述第1以及/或者第2切断线分割晶片。
再有，本发明是一种具有蓝宝石基板、以及叠层该基板的第1主面上的氮化镓类化合物半导体层的大致四角形状的半导体发光元件，其特征在于，
该半导体发光元件的相对的1组侧面大致垂直所述蓝宝石基板的第1主面，
另1组的侧面具有：在所述蓝宝石基板的第1主面侧相对于该第1主面倾斜的面；以及在所述蓝宝石基板的第2主面侧相对于该第2主面大致垂直的面。
另外，本发明是具有蓝宝石基板、叠层在该基板的第1主面上的氮化镓类化合物半导体层的大致四角形状的半导体发光元件，其特征在于，
在所述蓝宝石基板的第1主面上，具有底面形状为多边形的凸部，并且，
从所述蓝宝石基板的第1主面侧俯视观察时，在大致垂直方向X的方向Y上延伸的、所述半导体发光元件的相对的1组侧面具有：在所述蓝宝石基板的第1主面侧相对于该第1主面倾斜的面；以及在所述蓝宝石基板的第2主面侧相对于该第2主面大致垂直的面，该方向X是从所述凸部底面的多边形的重心向1个锐角状的顶点的方向，
另1组的侧面相对于所述蓝宝石基板的第1主面大致垂直。
根据本发明的半导体发光元件的制造方法，对应蓝宝石基板的偏移角，或者对应蓝宝石基板表面所设有的凸部的形状，能够将来自蓝宝石基板背面的激光照射位置设定于适当的位置。由此，能够将蓝宝石基板在所打算的分割面进行分割，可以飞跃式地提高成品率。其结果不需要预先通过尝试分割对分割面进行确认，另外没有在蓝宝石基板的全部厚度方向进行在面内方向移动的多阶段的激光照射，可以谋求制造成本的降低。
另外，在形成芯片时与蓝宝石基板的厚度无关，即使是在某种程度上较厚的基板也能够进行分割面的控制，并可以确保芯片强度，能够提高其前后的工序中的处理性能。
再有，由分割面的可靠的控制可以不必为了意料之外的分割而设有余量区域，能够使由1片晶片所得到的芯片数最大化，从而谋求生产效率的提高。
附图说明
图1A是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一工序中形成的凸部形状的平面图。
图1B是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一工序中形成的其他的凸部形状的平面图。
图2A是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一工序中形成的另外的凸部形状的平面图。
图2B是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一工序中形成的另外的凸部形状的平面图。
图3是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一工序中形成的第1切断槽以及第2切断线的位置关系的概略截面图。
图4是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一工序中形成的其他的第1切断槽以及第2切断线的位置关系的概略截面图。
图5是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一工序中形成的另外的第1切断槽以及第2切断线的位置关系的概略截面图。
图6是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一工序中形成的另外的第1切断槽以及第2切断线的位置关系的概略截面图。
图7用于说明本发明的半导体发光元件的制造方法中使用的蓝宝石基板的偏移角的图。
图中：
10-蓝宝石基板
11、21-凸部
11a、21a-底面
11b、21b-顶点
12-n型半导体层
13-发光层
14-p型半导体层
15-第1切断槽
16-第2切断线
17-激光
具体实施方式
在本发明的半导体发光元件的制造方法中，首先准备蓝宝石基板。
蓝宝石基板通常作为晶片为大致圆盘状具有定位面(OF)。蓝宝石基板例如可以是由六角形的AL2O3构成的基板，是将C面、A面、R面、M面的任意面作为主面的蓝宝石形成的基板，r轴垂直于a轴的基板。定位面优选A面或者C面。特别优选将C面(0001)作为主面、将定位面设为A面(11-20)的蓝宝石基板。
虽然蓝宝石基板的厚度并不特别限定，但是考虑半导体层的叠层、后面叙述的凸部的形成等中的强度，200μm～2mm左右是比较合适的。
蓝宝石基板如后面所述那样在第1主面形成凸部时，虽然未必具有偏移角，但是优选例如在第1主面以及/或者第2主面具有0～±10°左右的偏移角，进一步优选0～±5°左右、0～±2°左右、0～±0.5°左右、0～±0.25°左右、0～±0.15°左右的偏移角。偏移角可以以梯度状形成。
由此，可以使在此之上形成的半导体层结晶性增长。
另外，为了使后面叙述的第1切断槽以及第2切断线形成于最合适的位置，可以有效地利用蓝宝石基板的第1主面以及第2主面的偏移角。
在此，所谓的偏移角表示蓝宝石基板的第1主面以及/或者第2主面优选对于构成第1主面的规定的基准结晶面的倾斜角、例如相对于C面(0001)等的倾斜角。偏移角的方向没有特别限定，可以与定位面平行、垂直、或倾斜的任意方向，但至少优选存在平行于定位面的方向。
通常如图7(a)以及(b)所示，为了表示蓝宝石基板10的结晶方位而形成表示规定的结晶方位的定位面(OF)(例如，A面(11-20))。
偏移角是指对于该定位面平行的方向Xo(图7(b)中箭头符号Xo)中的倾斜角θ。
本说明书中，只要不是特别预先声明的，在从将定位面配置于跟前的蓝宝石基板的第1主面侧的俯视中，将向右侧的方向设为Xo(+Xo)，将向左侧的方向设为-Xo。另外，将该定位面配置于跟前(由实线表示)，如图7所示将向着这些图纸平面而右侧下降的情况(由虚线表示)、也就是在Xo的方向下降的情况定义为-θ。如图7(a)所示，将右侧升高的情况、也就是在Xo方向升高的情况表示为θ或者+θ(参照图5(a)以及(b))。
特别的，在偏移角在平行于定位面的方向以±0.25°左右以下、进而以±0.15°左右以下形成的情况下，则出现如下的趋势，即偏移角与偏移角所产生的基板分割的倾斜之间的相关性提高，或者倾斜角与后面叙述的凸部的形状产生的基板分割的倾斜之间的关联性提高，从而可以对基板分割的倾斜进行控制。
可以确认对于偏移角的基板分割的倾斜方向的关系其精度是相当高的。于是，发现了如下的情况，如上所述，若使用将C面作为主面、将A面作为定位面的晶片，虽然需要考虑大致平行于定位面的方向以外的偏移角θ的有无、偏移角θ的程度、蓝宝石基板的表面粗糙度等的各种主要因素的相互关系所产生的影响，但是由向规定方向的偏移角θ的角度以及方向能够决定蓝宝石基板分割的倾斜(例如，r轴的方向性)，据此可以进行分割。由此，通过利用这种测定蓝宝石基板表面的偏移角的非常简单的方法，可以控制蓝宝石基板的分割，能够使成品率得到飞跃式的提高。
再有，蓝宝石基板不仅可以在其表面具有偏移角，而且也可以在第1主面以及/或者第2主面形成凸部。在此的凸部的形状、大小等没有特别限定，例如举出特开2003-318441号公报中所述的例子。由此，可以利用由凸部所产生的光的散射以及衍射效应来提高半导体发光元件的发光效率。
另外，该凸部特别地形成于第2主面的情况下，可以通过干法蚀刻(Dryetching)或者湿蚀刻(Wet etching)、研磨等将凸部部分或者完全地去除。
特别地优选在蓝宝石基板的第1主面形成凸部。
虽然形成的凸部的形状以及大小没有特别限定，但是例如凸部的、从蓝宝石基板的第1主面侧观察的平面形状(最靠近第1主面的部分的形状：底面形状)为多边形是比较合适的。特别举出三角形或者六角形的例子。该情况下的六角形例如是锐角与钝角交替配置的变形形状的六角形。再有，在本申请说明书中，多边形等的形状不仅是指在几何学上完整的多边形等的形状，还包括由于加工等的原因在角处带有圆形的形状等的近似形状、若干的变形形状。
凸部的平面形状(底面形状)的尺寸也就是成为凸部的构成边的一边的长度为λ/4以上(λ是发光波长、n是半导体层的折射率)是合适的。具体的举出0.1μm～5μm左右的例子。另外，凸部的相互的间隔为λ/4以上是比较合适的。进而，举出100μm左右以下、20μm左右以下的例子。在此的相互的间隔是指在基板表面(凸部底面)相邻的凸部彼此的最小的距离。
凸部的纵剖面形状可以是三角形、四角形、梯形、半圆形等的任意形状，特别优选通过三角形、梯形、半圆形等具有对于基板的主面倾斜的面或曲面，而能够提高光的散射以及衍射效率。特别优选梯形形状。于是，凸部的上部形状可以是锥形形状、也可以是具有圆形(例如，图1A以及图1B)、三角形(图2A以及2B)等的上顶面的形状。另外，不仅是凸部的上部形状，而且由凸部的底面形状也能够决定后面叙述的第2切断线的移动方向。锥形角是指构成凸部的底面与侧面的角，例如举出90°以下、75°以下、65°以下、以及20°以上、30°以上、40°以上的例子。这是由于确保散射或者衍射的效率的提高，另外，防止半导体层的凹坑(Pit)的发生。
凸部的高度例如为5nm以上是较合适的，进而是叠层于基板上的半导体层的总厚度以下较合适。另外，将发光波长设为λ时，优选高度为λ/4。这是由于能够使光进行充分的散射或者衍射，并且良好地维持叠层的半导体层的宽度方向中的电流的流动，确保发光效率。
在蓝宝石基板的第1主面形成凸部的方法没有特别限定，可以由该领域中所公知的方法形成。例如，举出如下的方法，使用适当的形状的掩膜图案(Mask Pattern)来进行后面叙述的干法蚀刻或者湿蚀刻等的蚀刻。特别优选湿蚀刻。该情况下的蚀刻剂(Etchant)例如举出硫酸与磷酸的混酸、KOH、NaOH、磷酸、焦硫酸钾(potassium pyrosulfate)等的例子。
底面形状为多边形的凸部，例如能够适当调整所使用的掩膜图案的形状、蚀刻方法以及条件来进行控制。此时的掩膜图案的材料以及形状例如可以由绝缘膜(保护膜、SiO2等)形成，举出圆形、椭圆形、三角形或者四角形等的多边形形状的重复图案的例子。这种掩膜图案的形成可以通过光刻以及蚀刻工艺等的公知的方法来实现。
用于形成掩膜图案的蚀刻方法例如可以使用干法蚀刻以及湿蚀刻等在该领域公知的方法。例如作为干法蚀刻举出反应性离子蚀刻、反应性离子束蚀刻、离子研磨(Ion Milling)、聚焦束蚀刻、ECR蚀刻等的例子。湿蚀刻的蚀刻例如与上述的例子相同。
发明者发现凸部的形状对于蓝宝石基板分割的倾斜具有规律性，并且还认为在蓝宝石基板分割的倾斜与蓝宝石基板的表面的偏移角之间也存在规律性的倾向。
于是如上述，若使用将C面作为主面、将A面作为定位面的晶片，则由掩膜图案的形状、蚀刻条件(蚀刻剂的种类、蚀刻时间等)在从蓝宝石基板的第1主面侧的俯视中，底面能够形成三角形或者六角形等的多边形的凸部。发现存在如下的倾向，该凸部底面中的一个锐角的朝向与平行于定位面的方向(例如，将该方向设为Xo)一致，再有对应蓝宝石基板的偏移角θ的±而形成的凸部的1个锐角朝向±X方向。
另外，在说明书中，只要没有特别声明，则方向X(+X)是指从凸部的中心向1个锐角的顶点(参照图1以及图2的11b)的方向，将与其相反的方向称为-X方向。
由此，在蓝宝石基板的表面具有偏移角的情况下，由偏移角的正负能够决定后面叙述的第1以及第2切断线的位置，能够以高概率提高成品率。
另外，在蓝宝石基板的表面没有偏移角的情况下即偏移角为0°的情况，通过由湿蚀刻形成凸部，由凸部处的底面形状能够比偏移角的决定更高精度地决定第1以及第2切断线的位置，控制蓝宝石基板的分割。由此可以以更高概率提高成品率。
特别的，可以确认由凸部的形状产生的基板分割的倾斜比起对于上述的偏移角的基板分割的倾斜方向的关系能够以更高精度控制蓝宝石基板。
接下来，在蓝宝石基板的第1主面上叠层半导体层。半导体层是氮化镓类化合物半导体层，例如举出由InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)表示的物质。除此之外，作为III族元素也可以具有一部分的B。另外，作为V族元素也可以将N的一部分置换为P、As。
半导体层通常从蓝宝石基板侧以第1导电型半导体层、发光层、第2导电型半导体层的顺序进行叠层，作为第1或者第2导电型含有n型杂质即Si、Ge、Sn、S、O、Ti、Zr、Cd等的IV族元素或者VI族元素的任意一种以上，也可以含有p型杂质即Mg、Zn、Be、Mn、Ca、Sr等。杂质的浓度优选5×1016/cm3以上5×1021/cm3以下。
虽然作为这些的半导体层的生长法没有特别限定，但可以恰当使用作为MOPE(有机金属气相生长法)、MOCVD(有机金属化学气相生长法)、HVPE(氢化物气相生长法)、MBE(分子束外延(epitaxy)法)等半导体的生长方法所公知的全部的方法。特别的优选能够进行结晶性良好生长的MOCVD。
另外，虽然半导体层通常优选形成于已形成凸部的蓝宝石基板的第1主面，但也可以如下进行，在蓝宝石基板的第1主面由湿蚀刻形成凸部，由其底面形状决定第1切断槽以及第2切断槽的最佳位置后，再通过干法或湿蚀刻、研磨等部分或者完全除去凸部，使第1主面平坦之后在其上叠层半导体层。由此，与最终的半导体发光元件中的凸部的有无无关，可以高成品率地制造半导体发光元件。
另外，凸部可以仅形成于蓝宝石基板的第2主面或者也可形成于第2主面，如上所述，一旦形成之后便决定了第1切断槽以及第2切断线的最佳位置，可以部分或者完全除去凸部。这样，通过在第2主面形成凸部，能够提高光取出效率，并且通过除去凸部可以使蓝宝石基板最终形成薄膜。
再有，蓝宝石基板如上所述可以在第1主面形成凸部、在第2主面形成偏移角，也可以在第1主面形成偏移角、在第2主面形成凸部。或者可以仅在其第1主面形成偏移角。
接下来，在半导体层侧形成第1切断槽。第1切断槽可以通过蚀刻、切片(Dice Cutting)、脉冲激光器、划线器等各种的方法形成。
虽然其宽度没有特别限定，但例如举出10～50μm左右的例子。其深度在如上所那样述半导体层以第1导电型层、发光层以及第2导电型层的顺序进行叠层的情况下，以第1导电型层露出的程度进行设定为合适。另外，与半导体层的结构无关优选以蓝宝石基板露出的程度进行设定。
第1切断槽对于平行于蓝宝石基板的定位面的方向Xo至少以在大致垂直的方向延伸的方式形成。
或者，第1切断槽，在从蓝宝石基板的第1主面侧的俯视中，如图1A以及图2A所示那样，以在大致垂直于方向X的方向Y延伸的方式形成，其中的方向X是从之前的工序所形成的蓝宝石基板10中的凸部11a的三角形的重心G向1个锐角状的顶点11b的方向。
该情况下的螺距可以根据打算用的半导体发光元件的大小来进行适当调整。例如举出80μm～2000μm左右的例子。
第1切断槽也可优选在方向X延伸的方式形成。使半导体发光元件容易以矩形形状形成芯片。
另外，在从蓝宝石基板的第1主面侧的俯视中，凸部的形状例如如图1B以及图2B所示那样大致六角形的形状的情况下，以在大致垂直于方向X的方向Y延伸的方式形成，其中的方向X是从凸部21的底面21a的六角形的重心G向1个锐角状的顶点21b的方向。
在形成第1切断槽前后或者同时，即在形成后述的第2切断线之前，优选使第1电极形成区域露出，该第1电极形成区域为靠近于蓝宝石基板的半导体层，具体的是用于使第1导电型的半导体层电连接。
另外，在蓝宝石基板内部形成第2切断线。虽然第2切断线能够以与第1断流槽相同的方法形成，但是通过照射激光来形成的方法较合适。
特别优选通过透过蓝宝石基板的激光的照射形成。此处所谓的透过是指刚刚对蓝宝石基板照射了激光之后，于是在蓝宝石并没有变质的状态下透过率为70％以上，进而为80％以上、90％以上。
另外，虽然激光的照射可以从半导体层侧进行，但是考虑由半导体层的吸收而优选从第2主面进行。避免对半导体层特别是发光层的激光照射，这是为了使发光效率的降低限制于最小限度。
激光可以使用产生脉冲激光的激光器、能够产生多光子吸收的连续波激光等各种激光器。特别优选产生飞秒激光、微微秒激光、纳秒激光等的脉冲激光的激光器。另外，其波长没有特别限定，例如可以利用由Nd:YAG激光器、Nd:YVO4激光器、Nd:YLF激光器、钛蓝宝石激光器等产生的各种激光。
再有，在形成第2切断线之前，蓝宝石基板的厚度优选50～400μm、80～160μm左右。由此，能够将后面叙述的激光的多阶段照射限制于最小限度，并且可以在所希望的方向容易地进行分割。
第2切断线对应蓝宝石基板的厚度、使用的激光的种类、激光功率等优选在蓝宝石基板的厚度方向以多阶段照射激光。此处的多阶段是指2阶段～8阶段左右、最好是例如2阶段～4阶段左右。另外，根据其他观点，如后面所述那样优选能够获得规定的深度的程度的多阶段。例如，根据使用的激光的种类、激光功率不同，在蓝宝石基板的厚度为50～90μm左右的情况下为1阶段加工、90～100μm左右的情况下为1阶段或者2阶段加工、100～120μm左右的情况下为2阶段或者3阶段加工、120～160μm的情况下为3阶段加工或者4阶段加工。由此，即使蓝宝石基板在某种程度较厚，也容易控制分割面的倾斜。再有，虽然多阶段加工时，可以在面内方向移动，但也可以不移动。
第2切断线的宽度没有特别限定，在第2切断线的形成方法、例如使用激光的情况下，根据激光的光圈的大小等能够适当调整，例如可以在1μm左右以上。
另外，第2切断线的深度设定为蓝宝石基板厚度的四分之一左右以上较合适。进而最理想例如是蓝宝石基板厚度的30％左右以上、70％左右以下、60％左右以下、50％左右以下。具体的举出10～60μm左右的例子。由此，与蓝宝石基板的厚度无关，对分割面的倾斜进行控制变得容易。另外，并没有伴随着不需要的蓝宝石的变质，可以将变质部分的光的吸收限制在最小，从而抑制发光效率的降低。
在利用蓝宝石基板的第1主面的偏移角的情况下，第2切断线优选以平行于第1切断槽的方式形成，进而从第1切断槽的分割预定线(例如，中心线)根据偏移角而移动规定距离来形成是比较合适的。
具体的是，如图5(a)所示，偏移角为-θ的情况下、也就是将蓝宝石基板的定位面配置于跟前时从左侧向右侧下降的情况下，优选向升高(-Xo)的方向使第2切断线移动规定距离。另外，如图5(b)所示，偏移角为+θ的情况下、也就是将蓝宝石基板的定位面配置于跟前时从左侧向右侧升高的情况下，优选向升高方向(Xo)方向使第2切断线移动规定距离。
或者，第2切断线优选以平行于第1切断槽的方式形成，进而优选根据第1切断槽的分割预定线使其在-X方向移动规定距离而形成。此处的规定距离可以根据蓝宝石基板的厚度、激光的照射的深度等适当调整。例如，形成第2切断线时的蓝宝石基板的厚度在上述的范围的情况下，在蓝宝石基板的第1主面中的俯视中，优选形成于从第1切断槽移动2～12μm左右的位置，特别优选移动6～8μm左右的位置。由此，可以容易地对分割面的倾斜的程度进行控制，并能够在半导体层侧在规定的位置进行分割。
另外，使其移动的方向是对于从形成于蓝宝石基板的凸部底面的多边形的重心向1个锐角状的顶点方向X的逆方向即-X方向。由此，能够容易地对分割面的倾斜程度进行控制，从而避免向作为元件而发挥功能的半导体层内的区域的倾斜方向的分割。该方向例如在已形成图1A或者图2A所示凸部的情况下，如图3(a)以及(b)或者图3(a)以及(c)所示那样将凸部的1个锐角状的顶点位置作为基准即-X方向；在已形成图1B或者图2B所示的凸部的情况下，如图4(a)以及(b)所示那样将凸部的1个的锐角状的顶点位置作为基准即-X方向。
另外，发现偏移角θ的±存在对应于向着平行于定位面的方向的蓝宝石基板表面的凸部底面的多边形的一锐角的方向的倾向。也就是，在偏移角为-θ的情况下，如图5(a)所示那样凸部底面的1锐角存在向着箭头符号Xo的方向的倾向(参照图3(a)～(c))。在偏移角为+θ的情况下，如图5(b)所示那样凸部底面的一锐角存在向着箭头符号-Xo的方向倾向(在图4(a)以及(b)中为X方向)。再有，图5(a)以及(b)为了方便省略了蓝宝石基板表面的明确的凸部的显示，而明确地表示了表面的角度。
第1切断槽以及第2切断线先形成哪一个都可以。
之后沿着第1以及/或者第2切断线来分割晶片。分割方法本身可以通过该领域中公知的方法进行。由此，从第1切断槽至第2切断线的分割面可以根据对于蓝宝石基板的第1主面的法线方向按照意图来使其倾斜。该倾斜角度α例如为8°±5°左右(图3(a)、图4以及图6中的α)。
根据本发明的半导体发光元件的制造方法而得到的发光元件没有特别限定其形状，可以是三角形、菱形、梯形等的多边形或者大致多边形等，通常为四角形或者大致四角形的形状。
半导体发光元件的一实施方式中，半导体发光元件为四角形的情况下，元件的一对侧面即在大致平行于定位面的方向彼此相对的侧面存在倾斜，另一对的侧面即在大致垂直于定位面的方向彼此相对的侧面大致垂直于厚度方向。通过这种侧面形状能够最大限度地发挥光的分散以及/或者衍射，能够提高光取出效率。
在半导体发光元件的其他的实施方式中，半导体发光元件的相对的1组侧面对于蓝宝石基板的第1主面大致垂直。另外，另1组的侧面具有在蓝宝石基板的第1主面侧对于第1主面倾斜的面、在蓝宝石基板的第2主面侧对于第2主面大致垂直的面。再有，倾斜的面以及大致垂直的面在任何中都优选彼此平行。
这样，在蓝宝石基板的侧面，通过一方的相对的侧面具有一样地垂直的面，另一方的相对的侧面具有倾斜于第1主面的面与垂直于第2主面的面(将垂直面与倾斜面共存而具有)，能够提高向外部的光取出效率，并且在实装蓝宝石基板侧时，在将第2主面作为实装面的状况下，能够确保实装时或者实装后的发光装置中的半导体发光元件的重心稳定性。
在半导体发光元件的另外的实施方式中，蓝宝石基板的第1主面具有底部形状为多边形的凸部。同时，在从蓝宝石基板的第1主面侧的俯视中，在对于从凸部底面的多边形的重心向1个锐角状的顶点的方向X大致垂直的方向Y延伸的、半导体发光元件的相对的1组的侧面具有：在蓝宝石基板的第1主面侧，对于第1主面倾斜的面；在蓝宝石基板的第2主面侧，对于第2主面大致垂直的面。再有，另1组的侧面对于所述蓝宝石基板的第1主面大致垂直。这样，在蓝宝石基板的侧面中，通过垂直面与请斜面共存，与上述相同能够提高光取出效率，并确保半导体发光元件的重心稳定性。
这种蓝宝石基板优选在X方向具有偏移角θ。
另外，凸部优选具有对于蓝宝石基板的第1主面倾斜的侧面、特别是以2个阶段倾斜的侧面。进而，凸部在底部优选具有在X方向具有所述锐角状的顶点，并且在与X相反的方向即-X方向具有弯曲状的突出部，例如图1A以及B、图2A以及B的m。这样，通过弯曲状的突出部与蓝宝石基板的倾斜的侧面相对，能够使进入基板侧的光由构成突出部的边(面)进行反射，并提早向外部取出。也就是，通过突出部与倾斜的侧面相对，能够使光以垂直于侧面的方式入射。另外，由于与X方向垂直的方向(Y方向)的基板侧面为垂直的面，因此Y方向的侧面与突出部并不相对。因而，能够使光以并不垂直于Y方向的侧面的方式入射，而尽早在外部取出。
本发明的半导体发光元件中优选半导体发光元件的侧面中的倾斜面从对于蓝宝石基板的第1主面的法线倾斜8°±5°。
另外，蓝宝石基板的第1主面侧的倾斜的面优选比第2主面侧的垂直的面平滑的面。由此，在蓝宝石基板内反射的光，倾斜的面使其高效率的反射、垂直的面使其按照意图散射、提高向外部的光取出效率。
下面根据附图对本发明的半导体发光元件的制作方法进行详细说明。
实施例1～12
首先，作为基板分别准备将在A面(11-20)中存在定位的C面(0001)作为第1主面、在平行于A方向的方向Xo具有表1所示的偏移角的蓝宝石基板(厚度为400μm左右)。
(表1)
  实施例   偏移角θ
  1   0.19
  2   -0.2
  3   0.18
  4   0.17
  5   -0.16
  6   -0.21
  7   0.15
  8   -0.17
  实施例   偏移角θ
  9   0.19
  10   0.17
  11   0.18
  12   -0.18
在这些的蓝宝石基板10上分别形成半导体层。
首先，作为n型半导体层12叠层10nm的AlxGa1-xN(0≤x≤1)的低温生长缓冲层、3μm的不掺杂的GaN、4μm的掺杂Si的GaN、300nm的不掺杂的GaN。
并且，作为构成发光区域的多重量子势井的活性层13，将(势井层/阻挡层)＝(不掺杂的InGaN/掺杂Si的GaN)各自的膜厚设为(6nm/25nm)，从而以势井层为6层、阻挡层为7层的方式交替叠层。
该情况下，最后叠层的阻挡层可以是不掺杂的GaN。另外，通过将低温生长缓冲层上形成的第1层设定为不掺杂的GaN，能够均匀地埋设凸部，从而使其上形成的半导体层的结晶性良好。
在活性层上，作为p型半导体层14叠层了20nm的掺杂Mg的AlGaN、100nm的不掺杂的GaN、20nm的掺杂Mg的GaN。作为p型半导体层而形成的不掺杂的GaN层，由来自相邻层的Mg的扩散而表示p型。
从所得到的半导体层的表面进行利用了所希望的掩膜的蚀刻。由此，如图5(a)或者(b)所示，作为n型半导体层12的一部分例如形成进行了蚀刻直至掺杂Si的GaN、而得到槽状的第1切断槽15。该第1切断槽15的宽度例如为20μm。该第1切断槽15例如分别形成在大致平行于定位面的方向以及大致垂直于定位面的两方向。
另外，该第1切断槽15的蚀刻的同时，为了形成n电极而使掺杂Si的GaN层的一部分露出(并未图示)。
之后，在p型半导体层的全表面形成由ITO(Indium Tin Oxides)构成的透明性的p电极，进而在透明性的p电极上，在与n型半导体层的露出面相对的位置形成p电极片。在n型半导体层的露出面形成由W/Al/W构成的n电极、n电极片。P电极片以及n电极片都为Ti/Rh/W/Au。
接下来，从蓝宝石基板10的背面侧，将蓝宝石基板10研磨至例如50～160μm左右的厚度，具体为120μm左右。将得到的蓝宝石基板10的半导体层侧粘贴于粘合片。此时，通过金属显微镜观察就可以进行裂开方向的确认。
接下来，从蓝宝石基板10的背面侧，在偏移角为-θ的情况下如图5(a)所示在-Xo方向，在偏移角为+θ的情况下如图5(b)所示在Xo方向，从在大致垂直于定位面的方向延伸的第1切断槽15的分割预定线，与第1切断槽15平行地移动距离β的位置，并且在蓝宝石基板10的内部，形成第2切断线16。该情况下的距离β例如2～12μm左右，具体为7μm左右。
另外，第2切断线16，从蓝宝石基板10的背面，将到达半导体层的距离设为65μm左右而形成第1阶段，在远离半导体层的方向为35μm左右的深度，由飞秒激光以合计3个阶段形成。从蓝宝石基板背面到第2切断线的距离(到第3阶段的距离)为20μm左右。
这样，在本发明中，由于根据蓝宝石基板10的表面的偏移角的正负，能够判断蓝宝石基板的分断面的倾斜，因此不需要预先测试分断面是如何倾斜的，根据偏移角θ的倾斜度能够控制蓝宝石基板的倾斜方向的裂纹，能够飞跃式地提高成品率。
再有，在大致平行于定位面的方向所形成的第2切断线，形成于大致重叠于第1切断槽15的分割预定线的位置。
接下来，沿着第1切断槽15以及第2切断线16将晶片分割为芯片状，得到一边为350μm左右的半导体芯片。此时晶片，如图6所示，从对于蓝宝石基板的表面的法线在-Xo方向倾斜α°，从而沿着虚线倾斜地分割。该分割面的角度α为19°左右。
此时，可确认蓝宝石基板在希望的方向倾斜从而能够进行分割后得到的半导体芯片约为92％，是非常高的成品率。
将此实装于具有反射镜的引线框(Lead Frame)，并制作炮弹型的LED。
这样，所得到的半导体发光元件，由于根据基板表面的偏移角判断蓝宝石基板的规律性，能够对于第1切断槽在适当的方向移动第2切断线，因此能够容易地控制晶片的分割，能够飞跃地提高成品率。另外，不需要设有由于不理想的分割等而产生的余量(Margin)区域，能够使从1片的晶片得到的芯片数目最大化，从而谋求生产效率的提高。其结果不需要通过尝试分割而确定分割面，也并不需要进行向蓝宝石基板的全体厚度方向以及面内方向的相当的多阶段的激光照射，可以谋求制造成本的降低。
另外，在分割时与蓝宝石基板的厚度无关，即使是在某种程度上较厚的基板也可以进行分割面的控制，可以确保芯片强度，能够提高其前后工序中的处理性。
再有，偏移角在Xo方向为0°的情况下，如上所述，虽然要考虑与大致平行于定位面的方向以外的偏移角θ的有无、该偏移角θ的程度、蓝宝石基板的表面粗糙度等的各种要因的相互关系所产生的影响，但是可确认具有规定的规律性。
(实施例13)
首先，作为基板准备在A面(11-20)中存在定位面的C面(0001)作为第1主面的蓝宝石基板。
在厚度为400μm左右的蓝宝石基板10上，形成膜厚为0.5μm左右的SiO2膜，并形成均匀地配置圆形图案的重复图案。
接下来，通过使用该重复图案，并由湿蚀刻对蓝宝石基板进行0.5～4μm的蚀刻，如图1A所示，在蓝宝石基板10的表面形成凸部11。该凸部11是底面11a的形状为大致三角形、上面的形状为大致圆形的大致三角锤台形状，其底面11a的三角形的一边的长度为5μm左右，相邻的凸部11的重心G之间的距离为7μm。另外，凸部11侧面的倾斜角为120°。凸部11的底面11a的三角形的一个顶点11b朝向规定的方向即X方向。该X方向是平行于定位面的方向。
此时的蚀刻通过利用使用了硫酸与磷酸的混酸的湿蚀刻、并调节其他的条件而进行。
接下来，在贴附了凸部11的重复图案的蓝宝石基板10上，如图3所示那样形成半导体层。
半导体层通过与实施例1相同的方法形成。
从蓝宝石基板10的背面侧，在与上述的方向X相反的方向即-X方向，从大致垂直于定位面的方向的第1切断槽15的分割预定线，与第1切断槽15平行地移动距离β，并且在蓝宝石基板10的内部形成第2切断线16。该情况下的距离β例如为2～12μm左右，具体为7μm左右。另外，第2切断线16中，从蓝宝石基板10的背面，将到达半导体层的距离设为65μm左右而形成第1阶段，并在远离半导体层的方向以35μm左右的深度、由飞秒激光以合计3个阶段形成。从蓝宝石基板背面到第2切断线的距离(到第3阶段的距离)为20μm左右。
再有，本发明中，在蓝宝石基板10的表面已形成凸部时，由于根据凸部的配置以及朝向(顶点的朝向)、还有与定位面之间的相互关系，能够判断蓝宝石基板的分断面的倾斜，因此不需要预先测试分断面是如何倾斜的。
再有，在大致平行于定位面的方向形成的第2切断线16，形成于大致重叠于第1切断槽15的分割预定线的位置。
接下来，沿着第1切断槽15以及第2切断线16将晶片分割为芯片状，得到一边为350μm左右的半导体芯片。此时晶片，如图3(a)所示那样从对于蓝宝石基板的表面的法线方向、在-X方向即与蓝宝石基板10的凸部11底面11a中的顶点11b所朝的方向相反的方向倾斜α°，沿着虚线倾斜地分割。该分割面的角度α为19°左右。
将此实装于具有反射镜的引线框，并制作炮弹型的LED。
这样，所得到的半导体发光元件，由于能够在其制造工序中对蓝宝石基板的规律性进行判断，并对于第1切断槽在适当的方向使第2切断线移动，因此能够容易地对晶片的分割进行控制，能够将关于晶片分割的成品率飞跃性地提高至大约100％。另外，不需要预留由于不理想分割等的余量区域，能够将从1片晶片得到的芯片数目最大化，谋求生成效率的提高。其结果，不需要预先通过尝试分割来确认分割面，没有进行对蓝宝石基板的全部厚度方向以及面内方向的相当多阶段的激光照射，可以谋求制造成本的降低。
另外，在分割时与蓝宝石基板的厚度无关，即使是在某种程度上较厚的基板也可以进行分割面的控制，可以确保芯片强度，能够提高其前后的工序中的处理性能。
实施例14
作为基板准备虽然将在A面(11-20)中存在定位面的C面(0001)作为第1主面、但与实施例1不同的基板，同样地形成掩膜图案，变更蚀刻条件，通过使用了硫酸与磷酸的混酸的湿蚀刻对蓝宝石基板10表面进行蚀刻处理。由此，如图2所示那样在蓝宝石基板10的表面形成凸部21。该凸部21是底面21a的形状为变形的大致六角锤台形状，连结其底面11a的六角形的锐角之间的一边的长度为5μm左右，相邻的凸部21的重心G之间的距离为7μm左右。另外，凸部21侧面的倾斜角是120°。凸部21的的底面11a的六角形的一个顶点21b朝向规定的方向即X方向。该X方向是对于定位面平行的方向。
再有，可以确认通过将蚀刻时间设定得长，从六角形状消去其钝角从而变化为三角形状。
接下来，与实施例1同样地形成半导体层。
如图4(a)所示那样作为n型半导体层12的一部分，例如与实施例13同样地形成进行了蚀刻至掺杂Si的GaN后得到的槽状的第1切断槽15。
之后，与实施例13同样在p型半导体层以及n型半导体层形成电极。
接下来，与实施例13同样对蓝宝石基板进行研磨，并贴附于粘合片。
如图4(a)以及(b)所示，从蓝宝石基板10的背面侧，在与上述的方向X相反的方向即-X方向，从对于定位面大致垂直方向的第1切断槽15的分割预定线，与第1切断槽15平行地移动距离β的位置，并且在蓝宝石基板10的内部与实施例13同样地形成第1切断线。
接下来，与实施例13相同地将晶片分割为芯片状，得到一边为350μm左右的半导体芯片。此时的晶片，如图4(a)所示那样从对于蓝宝石基板的表面的法线方向，在-X方向即与蓝宝石基板10的凸部21底面21a中的顶点21b所朝的方向相反的方向倾斜α°，从而沿着虚线倾斜地进行分割。该分割面的角度α为7°左右。
将此实装于具有反射镜的引线框，并制作炮弹型的LED。
这样，所得到的半导体发光元件获得与实施例13的半导体发光元件相同的效果，发光效率也与实施例13相同。
本发明不仅能够应用于发光二极管(LED)、激光元件等的半导体发光元件，而且能够广泛地应用于半导体发光元件的制造。

Claims (26)

1.一种半导体发光元件的制造方法，由具有定位面的蓝宝石基板上叠层了氮化镓类化合物半导体的晶片制造半导体发光元件，其特征在于，具有如下的工序：
在平行所述定位面的方向Xo具有偏移角θ的蓝宝石基板的第1主面上叠层半导体层，
在所述半导体层侧，形成第1切断槽，所述第1切断槽在大致垂直所述方向Xo的方向Y上延伸，
在所述蓝宝石基板的内部，平行所述第1切断槽，并且对应偏移角θ的倾斜度，从第1切断槽内的分割预定线向±Xo方向移动规定距离，从而形成第2切断线，
沿着所述第1以及/或者第2切断线分割晶片。
2.根据权利要求1所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
在从配置了所述定位面在跟前的蓝宝石基板的第1主面侧的俯视观察时，将朝向右侧的方向设为Xo，将朝向左侧的方向设为-Xo，
所述蓝宝石基板在Xo方向上存在-θ的偏移角时，使第2切断线从第1切断槽内的分割预定线向-Xo方向移动规定距离，所述蓝宝石基板在Xo方向上存在+θ的偏移角时，使第2切断线从第1切断槽内的分割预定线向+Xo方向移动规定距离。
3.一种半导体发光元件的制造方法，由蓝宝石基板上叠层了氮化镓类化合物半导体的晶片制造半导体发光元件，其特征在于，具有如下工序：
在所述蓝宝石基板的第1主面上，由蚀刻形成底面形状为多边形的凸部，
在所述蓝宝石基板的第1主面上叠层半导体层，
在所述半导体层侧形成第1切断槽，在从所述蓝宝石基板的第1主面侧俯视观察时，所述第1切断槽在大致垂直方向X的方向Y上延伸，该方向X是从所述凸部底面的多边形的重心向1个锐角状的顶点的方向，
在所述蓝宝石基板的内部，平行所述第1切断槽，并且从该第1切断槽内的分割预定线向-X方向移动规定距离，从而形成第2切断线，
沿着所述第1以及/或者第2切断线分割晶片。
4.根据权利要求3所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
蓝宝石基板具有定位面，第1主面以及/或者第2主面在平行该定位面的方向Xo上具有偏移角θ。
5.根据权利要求3或者4所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
从凸部底面的多边形的重心向1个锐角状的顶点的方向X设定为大致平行蓝宝石基板的定位面。
6.根据权利要求3～5的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
蚀刻是湿蚀刻。
7.根据权利要求1～6的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
由激光的照射形成第2切断线。
8.根据权利要求1～7的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
激光对于蓝宝石基板是透过的光。
9.根据权利要求1～8的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
从蓝宝石基板侧，以第1导电型层、发光层以及第2导电型层的顺序叠层形成半导体层，以露出第1导电型层的方式形成第1切断槽。
10.根据权利要求1～9的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
以露出蓝宝石基板的方式形成第1切断槽。
11.根据权利要求1～10的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
形成第2切断线时的蓝宝石基板的厚度设定为50～400μm。
12.根据权利要求1～11的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
以蓝宝石基板厚度的四分之一以上的深度形成第2切断线。
13.根据权利要求1～12的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
在蓝宝石基板的厚度方向上，多阶段照射激光，从而形成第2切断线。
14.根据权利要求1～13的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
以从第1切断槽至第2切断线的分割面、从对蓝宝石基板的第1主面的法线方向倾斜8°±5°的方式，从第1切断槽移动形成第2切断线。
15.根据权利要求1～14的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
从所述蓝宝石基板的第1主面侧俯视观察时，从第1切断槽的分割预定线移动2～12μm形成第2切断线。
16.根据权利要求1～15的任意一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
从蓝宝石基板的第2主面侧形成第2切断线。
17.一种半导体发光元件，是具有蓝宝石基板、以及叠层在该基板的第1主面上的氮化镓类化合物半导体层的大致四角形状的半导体发光元件，其特征在于，
该半导体发光元件的相对的1组侧面大致垂直所述蓝宝石基板的第1主面，
另1组的侧面具有：在所述蓝宝石基板的第1主面侧相对于该第1主面倾斜的面；以及在所述蓝宝石基板的第2主面侧相对于该第2主面大致垂直的面。
18.根据权利要求17所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述另1组的侧面与倾斜的面以及大致垂直的面中的任意一个都互相平行。
19.一种半导体发光元件，是具有蓝宝石基板、叠层在该基板的第1主面上的氮化镓类化合物半导体层的大致四角形状的半导体发光元件，其特征在于，
在所述蓝宝石基板的第1主面上，具有底面形状为多边形的凸部，并且，
从所述蓝宝石基板的第1主面侧俯视观察时，在大致垂直方向X的方向Y上延伸的、所述半导体发光元件的相对的1组侧面具有：在所述蓝宝石基板的第1主面侧相对于该第1主面倾斜的面；以及在所述蓝宝石基板的第2主面侧相对于该第2主面大致垂直的面，该方向X是从所述凸部底面的多边形的重心向1个锐角状的顶点的方向，
另1组的侧面相对于所述蓝宝石基板的第1主面大致垂直。
20.根据权利要求17、18或者19所述的半导体发光元件，其特征在于，
倾斜的面是从蓝宝石基板的第1主面的法线方向倾斜8°±5°。
21.根据权利要求19或者20所述的半导体发光元件，其特征在于，
蓝宝石基板在X方向上具有偏移角θ。
22.根据权利要求19～21的任意一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
凸部具有对蓝宝石基板的第1主面倾斜的侧面。
23.根据权利要求22所述的半导体发光元件，其特征在于，
凸部具有对蓝宝石基板的第1主面2阶段倾斜的侧面。
24.根据权利要求19～23的任意一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
凸部底面在X方向上具有所述锐角状的顶点，
在与X相反的方向即-X方向上，具有构成所述多边形的相邻2边所形成的钝角状的顶点或者构成所述多边形的弯曲状的相邻的2边所形成的顶点。
25.根据权利要求17～24的任意一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
蓝宝石基板的第1主面侧的倾斜的面是比第2主面侧的垂直的面平滑的面。
26.根据权利要求17～25的任意一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
蓝宝石基板的第2主面侧的垂直的面以蓝宝石基板的厚度的四分之一以上形成。
CN2008801018448A 2007-08-03 2008-07-31 半导体发光元件以及其制造方法 Active CN101772846B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007203353 2007-08-03
JP2007-203359 2007-08-03
JP2007203359 2007-08-03
JP2007-203353 2007-08-03
PCT/JP2008/063735 WO2009020033A1 (ja) 2007-08-03 2008-07-31 半導体発光素子及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101772846A true CN101772846A (zh) 2010-07-07
CN101772846B CN101772846B (zh) 2012-03-21

Family

ID=40341267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801018448A Active CN101772846B (zh) 2007-08-03 2008-07-31 半导体发光元件以及其制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8236591B2 (zh)
EP (3) EP3065186B1 (zh)
JP (1) JP5267462B2 (zh)
KR (1) KR101509834B1 (zh)
CN (1) CN101772846B (zh)
TW (1) TWI455349B (zh)
WO (1) WO2009020033A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102916091A (zh) * 2011-08-03 2013-02-06 隆达电子股份有限公司 发光二极管的制造方法
CN103069586A (zh) * 2010-08-06 2013-04-24 日亚化学工业株式会社 发光元件的制造方法
CN103199165A (zh) * 2012-01-05 2013-07-10 昆山中辰矽晶有限公司 发光二极管基板及其加工方法与发光二级管
CN104508799A (zh) * 2012-08-22 2015-04-08 浜松光子学株式会社 加工对象物切断方法
CN104584195A (zh) * 2012-08-22 2015-04-29 浜松光子学株式会社 加工对象物切割方法
CN110444643A (zh) * 2015-02-18 2019-11-12 日亚化学工业株式会社 发光元件

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010103424A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Showa Denko Kk 半導体発光素子の製造方法
CN102714152B (zh) * 2010-01-19 2015-04-01 夏普株式会社 功能元件及其制造方法
KR101139333B1 (ko) * 2010-06-25 2012-04-26 (주)큐엠씨 발광소자의 제조장치 및 그 제조방법
TWI540756B (zh) 2010-08-06 2016-07-01 Nichia Corp 藍寶石基板及半導體發光元件
JP5569867B2 (ja) * 2010-09-02 2014-08-13 三菱化学株式会社 半導体チップの製造方法
WO2012029735A1 (ja) * 2010-09-02 2012-03-08 三菱化学株式会社 半導体チップの製造方法
JP5608521B2 (ja) * 2010-11-26 2014-10-15 新光電気工業株式会社 半導体ウエハの分割方法と半導体チップ及び半導体装置
JP5480169B2 (ja) 2011-01-13 2014-04-23 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
TWI429030B (zh) * 2011-05-16 2014-03-01 Sino American Silicon Prod Inc 發光二極體基板與發光二極體
JP5747741B2 (ja) * 2011-08-30 2015-07-15 豊田合成株式会社 半導体発光チップの製造方法
JP5747743B2 (ja) * 2011-08-31 2015-07-15 日亜化学工業株式会社 発光素子の製造方法
KR20130035658A (ko) * 2011-09-30 2013-04-09 서울옵토디바이스주식회사 발광 다이오드 소자용 기판 제조 방법
KR20140006484A (ko) * 2012-07-05 2014-01-16 삼성전자주식회사 반도체 발광소자의 제조방법
JP2014041927A (ja) * 2012-08-22 2014-03-06 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法
JP2014041924A (ja) * 2012-08-22 2014-03-06 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法
JP6127526B2 (ja) * 2012-10-29 2017-05-17 三星ダイヤモンド工業株式会社 レーザー加工装置、および、パターン付き基板の加工条件設定方法
JP6062315B2 (ja) * 2013-04-24 2017-01-18 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
US9640714B2 (en) * 2013-08-29 2017-05-02 Nichia Corporation Method for manufacturing light emitting element
JP6241174B2 (ja) * 2013-09-25 2017-12-06 三星ダイヤモンド工業株式会社 レーザー加工装置、および、パターン付き基板の加工条件設定方法
JP6183189B2 (ja) 2013-12-02 2017-08-23 日亜化学工業株式会社 発光素子の製造方法
JP2015130470A (ja) * 2013-12-05 2015-07-16 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子およびその製造方法
JP6248786B2 (ja) 2014-04-25 2017-12-20 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子およびその製造方法
JP6550926B2 (ja) 2014-05-30 2019-07-31 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子およびその製造方法
JP6318900B2 (ja) 2014-06-18 2018-05-09 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子の製造方法
JP6432343B2 (ja) * 2014-12-26 2018-12-05 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
US9773946B2 (en) 2015-02-18 2017-09-26 Nichia Corporation Light-emitting element comprising a partitioned sapphire substrate
US20210035767A1 (en) * 2019-07-29 2021-02-04 Applied Materials, Inc. Methods for repairing a recess of a chamber component

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1032367A (ja) * 1996-07-15 1998-02-03 Fujitsu Ltd 半導体レーザ及びその製造方法
JP2861991B2 (ja) * 1997-10-20 1999-02-24 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体チップの製造方法
US7560296B2 (en) * 2000-07-07 2009-07-14 Lumilog Process for producing an epitalixal layer of galium nitride
JP3395620B2 (ja) * 1997-12-16 2003-04-14 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
JP2001284293A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体ウエハーのチップ分割方法
US6680959B2 (en) * 2000-07-18 2004-01-20 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and semiconductor laser
JP4055503B2 (ja) 2001-07-24 2008-03-05 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
JP2003338468A (ja) 2002-03-12 2003-11-28 Hamamatsu Photonics Kk 発光素子の製造方法、発光ダイオード、及び半導体レーザ素子
TWI326626B (en) * 2002-03-12 2010-07-01 Hamamatsu Photonics Kk Laser processing method
EP2216128B1 (en) * 2002-03-12 2016-01-27 Hamamatsu Photonics K.K. Method of cutting object to be processed
TWI520269B (zh) * 2002-12-03 2016-02-01 Hamamatsu Photonics Kk Cutting method of semiconductor substrate
JP4223797B2 (ja) * 2002-12-19 2009-02-12 株式会社東芝 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法
EP1667241B1 (en) * 2003-08-19 2016-12-07 Nichia Corporation Semiconductor light emitting diode and method of manufacturing the same
JP2005109432A (ja) 2003-09-09 2005-04-21 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
JP4594707B2 (ja) 2003-12-05 2010-12-08 昭和電工株式会社 半導体チップ製造方法
US20070205490A1 (en) * 2003-12-05 2007-09-06 Showa Denko K.K. Method for Production of Semiconductor Chip, and Semiconductor Chip
EP1583190B1 (en) * 2004-04-02 2008-12-24 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser device
JP2006066869A (ja) * 2004-04-02 2006-03-09 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体レーザ素子及び窒化物半導体素子
JP2006245043A (ja) * 2005-02-28 2006-09-14 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法及び発光素子
JP2007184411A (ja) * 2006-01-06 2007-07-19 Sony Corp 発光ダイオードおよびその製造方法ならびに集積型発光ダイオードおよびその製造方法ならびに発光ダイオードバックライトならびに発光ダイオード照明装置ならびに発光ダイオードディスプレイならびに電子機器ならびに電子装置およびその製造方法
JP5179068B2 (ja) * 2007-02-14 2013-04-10 昭和電工株式会社 化合物半導体素子の製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103069586A (zh) * 2010-08-06 2013-04-24 日亚化学工业株式会社 发光元件的制造方法
CN103069586B (zh) * 2010-08-06 2016-03-30 日亚化学工业株式会社 发光元件的制造方法
US9508899B2 (en) 2010-08-06 2016-11-29 Nichia Corporation Light emitting element manufacturing method
CN102916091A (zh) * 2011-08-03 2013-02-06 隆达电子股份有限公司 发光二极管的制造方法
CN103199165A (zh) * 2012-01-05 2013-07-10 昆山中辰矽晶有限公司 发光二极管基板及其加工方法与发光二级管
CN104508799A (zh) * 2012-08-22 2015-04-08 浜松光子学株式会社 加工对象物切断方法
CN104584195A (zh) * 2012-08-22 2015-04-29 浜松光子学株式会社 加工对象物切割方法
CN110444643A (zh) * 2015-02-18 2019-11-12 日亚化学工业株式会社 发光元件
CN110444643B (zh) * 2015-02-18 2022-08-26 日亚化学工业株式会社 发光元件

Also Published As

Publication number Publication date
EP3065186A2 (en) 2016-09-07
US8236591B2 (en) 2012-08-07
EP3267495A1 (en) 2018-01-10
EP2178129B1 (en) 2017-11-29
JP5267462B2 (ja) 2013-08-21
CN101772846B (zh) 2012-03-21
US20100187542A1 (en) 2010-07-29
TWI455349B (zh) 2014-10-01
EP3065186A3 (en) 2016-11-23
EP2178129A1 (en) 2010-04-21
EP2178129A4 (en) 2012-08-29
KR101509834B1 (ko) 2015-04-14
EP3267495B1 (en) 2019-10-23
WO2009020033A1 (ja) 2009-02-12
KR20100065312A (ko) 2010-06-16
EP3065186B1 (en) 2020-01-01
JPWO2009020033A1 (ja) 2010-11-04
TW200913330A (en) 2009-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101772846B (zh) 半导体发光元件以及其制造方法
US9478696B2 (en) Workpiece cutting method
CN101467272B (zh) 氮化镓系化合物半导体发光元件
JP5747743B2 (ja) 発光素子の製造方法
US20150217400A1 (en) Method for cutting object to be processed
WO2011145370A1 (ja) 半導体発光チップおよび基板の加工方法
US20120319149A1 (en) Light-Emitting Device Structure and Method for Manufacturing the Same
CN102668132A (zh) 发光二极管(led)晶圆的前端划线以及结果器件
US20150217399A1 (en) Workpiece cutting method
CN101268562B (zh) Ⅲ族氮化物半导体发光器件
US20130062734A1 (en) Crystalline film, device, and manufacturing methods for crystalline film and device
CN101689585A (zh) 半导体发光装置及其制造方法
KR20120140227A (ko) 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
CN203218312U (zh) 发光二极管
CN104508799B (zh) 加工对象物切断方法
US9508899B2 (en) Light emitting element manufacturing method
CN103227259A (zh) 半导体发光元件、半导体发光元件的制造方法和发光装置
US20130015480A1 (en) Semiconductor light emmiting device
US10756233B2 (en) Method of manufacturing a light emitting element
JP5920186B2 (ja) 半導体発光素子の製造方法および半導体発光素子
JP2014086555A (ja) 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法
US8791469B2 (en) Semiconductor light emitting element having a plurality of substrate cutouts and semiconductor layer side surface projections
JP2019046862A (ja) 発光素子の製造方法
JP2009059773A (ja) 半導体レーザ装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant