JP2000349331A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
半導体発光素子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光取り出し面での結晶内部からの光取り出し
効果等を向上させ、外部発光効率を向上させることがで
きる半導体発光素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 発光層１１ａが形成された半導体ウェハ
１１の上下両主面にそれぞれｎ電極１２、ｐ電極１３を
形成してシンタリングを行い、ｎ電極１２を所定形状に
パターニングした後、半導体ウェハ１１をダイシングし
て所定寸法の複数の半導体チップ１６に分離するように
した半導体発光素子の製造方法で、半導体ウェハ１１を
複数の半導体チップ１６に分離した後に、半導体チップ
１６の光取り出し面の上面が、ｎ電極１２下以外のアロ
イ層１４が除去された所定面粗度のフロスト状面１８ａ
になるように、また半導体チップ１６の側面も破砕層が
除去された所定面粗度のフロスト状面１８ｂになるよう
に所定濃度の硝酸水溶液によるエッチング処理を行う。
効果等を向上させ、外部発光効率を向上させることがで
きる半導体発光素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 発光層１１ａが形成された半導体ウェハ
１１の上下両主面にそれぞれｎ電極１２、ｐ電極１３を
形成してシンタリングを行い、ｎ電極１２を所定形状に
パターニングした後、半導体ウェハ１１をダイシングし
て所定寸法の複数の半導体チップ１６に分離するように
した半導体発光素子の製造方法で、半導体ウェハ１１を
複数の半導体チップ１６に分離した後に、半導体チップ
１６の光取り出し面の上面が、ｎ電極１２下以外のアロ
イ層１４が除去された所定面粗度のフロスト状面１８ａ
になるように、また半導体チップ１６の側面も破砕層が
除去された所定面粗度のフロスト状面１８ｂになるよう
に所定濃度の硝酸水溶液によるエッチング処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術を、Ｇａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓ
系半導体発光素子を例に、図１５乃至図１８を参照して
説明する。図１５は第１の工程の断面図であり、図１６
は第２の工程の断面図であり、図１７は第３の工程の断
面図であり、図１８は第４の工程の断面図でる。
系半導体発光素子を例に、図１５乃至図１８を参照して
説明する。図１５は第１の工程の断面図であり、図１６
は第２の工程の断面図であり、図１７は第３の工程の断
面図であり、図１８は第４の工程の断面図でる。
【０００３】先ず、図１５に示す第１の工程において、
ＧａＡｓ基板上に、ｐｎ接合が形成されるようクラッド
層、活性層等を積層して発光層１ａを形成し、光取り出
し面となる上面の組成がＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓでな
る半導体ウェハ１を形成する。続いて、半導体ウェハ１
の上下両面に電極材料の金（Ａｕ）を蒸着して上側電極
２、下側電極３を形成する。
ＧａＡｓ基板上に、ｐｎ接合が形成されるようクラッド
層、活性層等を積層して発光層１ａを形成し、光取り出
し面となる上面の組成がＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓでな
る半導体ウェハ１を形成する。続いて、半導体ウェハ１
の上下両面に電極材料の金（Ａｕ）を蒸着して上側電極
２、下側電極３を形成する。
【０００４】次に、図１６に示す第２の工程において、
電極２，３が形成された半導体ウェハ１を４００℃〜５
００℃に加熱し、電極２，３の電気的接続が良好なもの
となるようシンタリングを行なう。これにより、半導体
ウェハ１の上下両面と電極２，３との界面部分にアロイ
層４が形成される。
電極２，３が形成された半導体ウェハ１を４００℃〜５
００℃に加熱し、電極２，３の電気的接続が良好なもの
となるようシンタリングを行なう。これにより、半導体
ウェハ１の上下両面と電極２，３との界面部分にアロイ
層４が形成される。
【０００５】次に、図１７に示す第３の工程において、
上側電極２を所定の電極パターンとなるようにパターニ
ングする。このパターニングによって、上側電極２が除
去された半導体ウェハ１の上面にアロイ層４が露出す
る。
上側電極２を所定の電極パターンとなるようにパターニ
ングする。このパターニングによって、上側電極２が除
去された半導体ウェハ１の上面にアロイ層４が露出す
る。
【０００６】次に、図１８に示す第４の工程において、
下側電極３が形成されている半導体ウェハ１の下面にダ
イシングシート５を粘着剤によって貼付する。続いて、
ダイシングシート５が貼付された半導体ウェハ１をダイ
シング装置に装着し、半導体ウェハ１のダイシングを行
い、所定寸法の半導体チップ６に切断、分離する。な
お、７はダイシングによって各半導体チップ６の側面部
分に形成された破砕層である。
下側電極３が形成されている半導体ウェハ１の下面にダ
イシングシート５を粘着剤によって貼付する。続いて、
ダイシングシート５が貼付された半導体ウェハ１をダイ
シング装置に装着し、半導体ウェハ１のダイシングを行
い、所定寸法の半導体チップ６に切断、分離する。な
お、７はダイシングによって各半導体チップ６の側面部
分に形成された破砕層である。
【０００７】しかし、上記のようにして形成された半導
体チップ６では、光取り出し面である上面の上側電極２
以外の部分にアロイ層４が形成されているので、このア
ロイ層４が素子を発光させた場合に光吸収層となり、半
導体チップ６の外部発光効率を低いものとしていた。ま
た、上面の光取り出し面は平滑な面であるため、結晶内
部からの光を内方に反射し易く、光取り出し効果が低い
ものとなっていた。
体チップ６では、光取り出し面である上面の上側電極２
以外の部分にアロイ層４が形成されているので、このア
ロイ層４が素子を発光させた場合に光吸収層となり、半
導体チップ６の外部発光効率を低いものとしていた。ま
た、上面の光取り出し面は平滑な面であるため、結晶内
部からの光を内方に反射し易く、光取り出し効果が低い
ものとなっていた。
【０００８】さらに、電極２，３を形成した半導体ウェ
ハ１を、ダイシングによって個々の半導体チップ６に分
離するので、分離された半導体チップ６の側面部分に
は、ダイシングにより機械的なダメージを受けた破砕層
７が残っている。このため、破砕層７が光吸収層となっ
て外部発光効率を低いものとし、また破砕層７による悪
影響が、素子特性や素子の信頼性等に及ぶ虞があった。
ハ１を、ダイシングによって個々の半導体チップ６に分
離するので、分離された半導体チップ６の側面部分に
は、ダイシングにより機械的なダメージを受けた破砕層
７が残っている。このため、破砕層７が光吸収層となっ
て外部発光効率を低いものとし、また破砕層７による悪
影響が、素子特性や素子の信頼性等に及ぶ虞があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
アロイ層除去によって輝度を向上させ、また光取り出し
面での内方への反射を少なくして結晶内部からの光取り
出し効果を向上させ、外部発光効率を向上させることが
できると共に、素子特性や素子の信頼性等を良好なもの
とすることができる半導体発光素子の製造方法を提供す
ることにある。
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
アロイ層除去によって輝度を向上させ、また光取り出し
面での内方への反射を少なくして結晶内部からの光取り
出し効果を向上させ、外部発光効率を向上させることが
できると共に、素子特性や素子の信頼性等を良好なもの
とすることができる半導体発光素子の製造方法を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
の製造方法は、発光層が形成された半導体ウェハの両主
面にそれぞれ電極を形成し、該電極の片方を所定形状に
パターニングした後、半導体ウェハをダイシングして所
定寸法の複数の半導体チップに分離するようにした半導
体発光素子の製造方法において、電極の片方をパターニ
ングした後に、半導体ウェハの光取り出し面をフロスト
状になるようエッチング処理することを特徴とする方法
であり、また、発光層が形成された半導体ウェハの両主
面にそれぞれ電極を形成し、該電極の片方を所定形状に
パターニングした後、半導体ウェハをダイシングして所
定寸法の複数の半導体チップに分離するようにした半導
体発光素子の製造方法において、半導体ウェハを複数の
半導体チップに分離した後に、半導体チップの光取り出
し面をフロスト状になるようエッチング処理することを
特徴とする方法であり、さらに、光取り出し面が、Ｇａ
ＡｓまたはＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓの少なくとも一方
の組成を有する面であることを特徴とする方法であり、
さらに、光取り出し面のＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓが、
０．５≦Ｘ≦０．８であることを特徴とする方法であ
り、さらに、エッチング処理が、硝酸水溶液を用いて行
うものであることを特徴とする方法であり、さらに、硝
酸水溶液の濃度が、５０％〜７０％であることを特徴と
する方法であり、さらに、エッチング処理は、温度が２
℃〜８℃で、エッチング時間が２秒〜１０秒であること
を特徴とする方法である。
の製造方法は、発光層が形成された半導体ウェハの両主
面にそれぞれ電極を形成し、該電極の片方を所定形状に
パターニングした後、半導体ウェハをダイシングして所
定寸法の複数の半導体チップに分離するようにした半導
体発光素子の製造方法において、電極の片方をパターニ
ングした後に、半導体ウェハの光取り出し面をフロスト
状になるようエッチング処理することを特徴とする方法
であり、また、発光層が形成された半導体ウェハの両主
面にそれぞれ電極を形成し、該電極の片方を所定形状に
パターニングした後、半導体ウェハをダイシングして所
定寸法の複数の半導体チップに分離するようにした半導
体発光素子の製造方法において、半導体ウェハを複数の
半導体チップに分離した後に、半導体チップの光取り出
し面をフロスト状になるようエッチング処理することを
特徴とする方法であり、さらに、光取り出し面が、Ｇａ
ＡｓまたはＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓの少なくとも一方
の組成を有する面であることを特徴とする方法であり、
さらに、光取り出し面のＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓが、
０．５≦Ｘ≦０．８であることを特徴とする方法であ
り、さらに、エッチング処理が、硝酸水溶液を用いて行
うものであることを特徴とする方法であり、さらに、硝
酸水溶液の濃度が、５０％〜７０％であることを特徴と
する方法であり、さらに、エッチング処理は、温度が２
℃〜８℃で、エッチング時間が２秒〜１０秒であること
を特徴とする方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態であるＧ
ａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓ系半導体発光素子における形態
を、図面を参照して説明する。
ａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓ系半導体発光素子における形態
を、図面を参照して説明する。
【００１２】先ず第１の実施形態を、その製造工程の順
にしたがい図１乃至図９により説明する。図１は第１の
工程の断面図であり、図２は第２の工程の断面図であ
り、図３は第３の工程の断面図であり、図４は第４の工
程の断面図であり、図５は第５の工程の断面図であり、
図６は第５の工程における半導体チップの上面図であ
り、図７は第５の工程開始時の半導体チップを示す図
で、図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の要
部Ａを拡大して示す断面図であり、図８は第５の工程で
行うエッチング処理の時間経過と加工状態を説明するた
めの断面図で、図８（ａ）はエッチング処理を１秒施し
た後の断面図、図８（ｂ）はエッチング処理を５秒施し
た後の断面図、図８（ｃ）はエッチング処理を１０秒施
した後の断面図であり、図９はエッチング時間に対する
外部発光効率の向上率を示す図である。
にしたがい図１乃至図９により説明する。図１は第１の
工程の断面図であり、図２は第２の工程の断面図であ
り、図３は第３の工程の断面図であり、図４は第４の工
程の断面図であり、図５は第５の工程の断面図であり、
図６は第５の工程における半導体チップの上面図であ
り、図７は第５の工程開始時の半導体チップを示す図
で、図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の要
部Ａを拡大して示す断面図であり、図８は第５の工程で
行うエッチング処理の時間経過と加工状態を説明するた
めの断面図で、図８（ａ）はエッチング処理を１秒施し
た後の断面図、図８（ｂ）はエッチング処理を５秒施し
た後の断面図、図８（ｃ）はエッチング処理を１０秒施
した後の断面図であり、図９はエッチング時間に対する
外部発光効率の向上率を示す図である。
【００１３】先ず、図１に示す第１の工程において、Ｇ
ａＡｓ基板上にｐｎ接合が形成され発光層１１ａが形成
されるように、例えばｐ型ＧａＡｓ基板の主面上にｐ型
Ｇａ （１−ｙ）ＡｌｙＡｓ層、さらにｎ型Ｇａ
（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓ層を液相成長（ＬＰＥ）法により
順次エピタキシャル成長させて積層する。この時の光取
り出し面となる最上層であるＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓ
層の上面の組成が０．５≦Ｘ≦０．８となっている。そ
して、このような最上層を有する半導体ウェハ１１の上
下両面に電極材料の金（Ａｕ）を所定の厚さとなるよう
蒸着し、上側主面にｎ電極１２、下側主面にｐ電極１３
を形成する。
ａＡｓ基板上にｐｎ接合が形成され発光層１１ａが形成
されるように、例えばｐ型ＧａＡｓ基板の主面上にｐ型
Ｇａ （１−ｙ）ＡｌｙＡｓ層、さらにｎ型Ｇａ
（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓ層を液相成長（ＬＰＥ）法により
順次エピタキシャル成長させて積層する。この時の光取
り出し面となる最上層であるＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓ
層の上面の組成が０．５≦Ｘ≦０．８となっている。そ
して、このような最上層を有する半導体ウェハ１１の上
下両面に電極材料の金（Ａｕ）を所定の厚さとなるよう
蒸着し、上側主面にｎ電極１２、下側主面にｐ電極１３
を形成する。
【００１４】次に、図２に示す第２の工程において、ｎ
電極１２、ｐ電極１３が形成された半導体ウェハ１１を
４００℃〜５００℃の雰囲気中で加熱し、ｎ電極１２、
ｐ電極１３が電気的に良好に接続されるようシンタリン
グを行う。これにより、半導体ウェハ１１の上下の両主
面とｎ電極１２、ｐ電極１３との界面部分にアロイ層１
４が形成される。
電極１２、ｐ電極１３が形成された半導体ウェハ１１を
４００℃〜５００℃の雰囲気中で加熱し、ｎ電極１２、
ｐ電極１３が電気的に良好に接続されるようシンタリン
グを行う。これにより、半導体ウェハ１１の上下の両主
面とｎ電極１２、ｐ電極１３との界面部分にアロイ層１
４が形成される。
【００１５】次に、図３に示す第３の工程において、半
導体ウェハ１１の上側主面に形成されたｎ電極１２を、
写真蝕刻法を用いて所定の電極パターンとなるようにパ
ターニングする。このパターニングによって、不要とな
るｎ電極１２部分が除去された半導体ウェハ１１の上面
部分にアロイ層１４が露出した状態になる。
導体ウェハ１１の上側主面に形成されたｎ電極１２を、
写真蝕刻法を用いて所定の電極パターンとなるようにパ
ターニングする。このパターニングによって、不要とな
るｎ電極１２部分が除去された半導体ウェハ１１の上面
部分にアロイ層１４が露出した状態になる。
【００１６】次に、図４に示す第４の工程において、ｐ
電極１３が形成されている半導体ウェハ１１の下面にダ
イシングシート１５を粘着剤によって貼付する。続い
て、ダイシングシート１５が貼付された半導体ウェハ１
１を図示しないダイシング装置に装着し、半導体ウェハ
１１のダイシングを行い、所定寸法の半導体チップ１６
に切断、分離する。これにより、各半導体チップ１６の
側面部分にはダイシングによる機械的なダメージを受け
て破砕層１７が形成される。
電極１３が形成されている半導体ウェハ１１の下面にダ
イシングシート１５を粘着剤によって貼付する。続い
て、ダイシングシート１５が貼付された半導体ウェハ１
１を図示しないダイシング装置に装着し、半導体ウェハ
１１のダイシングを行い、所定寸法の半導体チップ１６
に切断、分離する。これにより、各半導体チップ１６の
側面部分にはダイシングによる機械的なダメージを受け
て破砕層１７が形成される。
【００１７】次に、図５に示す第５の工程において、複
数の半導体チップ１６に分離され、ダイシングシート１
５が貼付されたままの状態の半導体ウェハ１１を、濃度
７０％の硝酸と純水とを１０：１の比で混合した硝酸水
溶液をエッチャントとしてエッチング処理する。このエ
ッチング処理は、温度を２℃〜８℃の所定温度にした状
態で、エッチング時間を２秒〜１０秒の間の所定時間と
なるように設定して実行する。
数の半導体チップ１６に分離され、ダイシングシート１
５が貼付されたままの状態の半導体ウェハ１１を、濃度
７０％の硝酸と純水とを１０：１の比で混合した硝酸水
溶液をエッチャントとしてエッチング処理する。このエ
ッチング処理は、温度を２℃〜８℃の所定温度にした状
態で、エッチング時間を２秒〜１０秒の間の所定時間と
なるように設定して実行する。
【００１８】すなわち、第４の工程においてダイシング
され第５の工程に投入された半導体ウェハ１１の各半導
体チップ１６は、エッチング処理を開始する時点では図
７に示すように、ｎ電極１２以外の上面にはアロイ層１
４が露出しており、側面部分には破砕層１７が形成され
た状態になっている。そして、このような状態のものに
対してエッチング処理を開始すると、エッチング処理を
１秒施した後には、図８（ａ）に示すように上面のアロ
イ層１４は一部除去され、所定の面粗度を有するフロス
ト状面１８ａとなり、側面部分の破砕層１７も一部除去
されて、同様に所定の面粗度を有するフロスト状面１８
ｂとなる。
され第５の工程に投入された半導体ウェハ１１の各半導
体チップ１６は、エッチング処理を開始する時点では図
７に示すように、ｎ電極１２以外の上面にはアロイ層１
４が露出しており、側面部分には破砕層１７が形成され
た状態になっている。そして、このような状態のものに
対してエッチング処理を開始すると、エッチング処理を
１秒施した後には、図８（ａ）に示すように上面のアロ
イ層１４は一部除去され、所定の面粗度を有するフロス
ト状面１８ａとなり、側面部分の破砕層１７も一部除去
されて、同様に所定の面粗度を有するフロスト状面１８
ｂとなる。
【００１９】さらに、エッチング処理を継続し、５秒施
した後には、図８（ｂ）に示すように上面のアロイ層１
４は略除去され、側面部分の破砕層１７も大半が除去さ
れ、全体がフロスト状面１８ａ，１８ｂとなる。またさ
らに、エッチング処理を継続し、開始から１０秒施した
後には、図８（ｃ）に示すように上面のアロイ層１４は
除去され、場合によってはｎ電極１２の縁部下にまで一
部食い込むようにエッチングが進み、また側面部分の破
砕層１７についても全部が除去される。なお、１０秒を
超えて、さらにエッチング処理を継続すると、エッチン
グが発光層１１ａの結晶内部にまで進み、ｎ電極１２の
下部にまでエッチングがおよぶために、素子特性上で悪
い影響が生じ、所定の特性が得られなくなる。
した後には、図８（ｂ）に示すように上面のアロイ層１
４は略除去され、側面部分の破砕層１７も大半が除去さ
れ、全体がフロスト状面１８ａ，１８ｂとなる。またさ
らに、エッチング処理を継続し、開始から１０秒施した
後には、図８（ｃ）に示すように上面のアロイ層１４は
除去され、場合によってはｎ電極１２の縁部下にまで一
部食い込むようにエッチングが進み、また側面部分の破
砕層１７についても全部が除去される。なお、１０秒を
超えて、さらにエッチング処理を継続すると、エッチン
グが発光層１１ａの結晶内部にまで進み、ｎ電極１２の
下部にまでエッチングがおよぶために、素子特性上で悪
い影響が生じ、所定の特性が得られなくなる。
【００２０】そしてエッチング処理を行った後、水洗過
程でエッチャント等を純水を用いて十分に洗い落とし、
乾燥させる。
程でエッチャント等を純水を用いて十分に洗い落とし、
乾燥させる。
【００２１】以上のようにして半導体チップ１６のｎ電
極１２以外の上面は、露出していたアロイ層１４が除去
され、さらに組成がＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓで、０．
５≦Ｘ≦０．８の所定の面粗度を有するフロスト状面１
８ａとなる。また、半導体チップ１６の破砕層１７が形
成された側面部分は、破砕層１７が除去され、同様にＧ
ａＡｓ基板上に積層されたクラッド層や活性層等の積層
端面も所定の面粗度を有するフロスト状面１８ｂとな
る。
極１２以外の上面は、露出していたアロイ層１４が除去
され、さらに組成がＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓで、０．
５≦Ｘ≦０．８の所定の面粗度を有するフロスト状面１
８ａとなる。また、半導体チップ１６の破砕層１７が形
成された側面部分は、破砕層１７が除去され、同様にＧ
ａＡｓ基板上に積層されたクラッド層や活性層等の積層
端面も所定の面粗度を有するフロスト状面１８ｂとな
る。
【００２２】この結果、光吸収層となっていたアロイ層
１４と破砕層１７が除去され、輝度が向上すると共に光
取り出し面である上面での内方への反射が少なくなり、
結晶内部からの光取り出し効果が向上して、図９に示す
特性線Ｌ１のように半導体チップ１６でなる半導体発光
素子の外部発光効率は、従来のものに対し２５％以上の
向上率を示す。また破砕層１７を除去してしまうので、
これによる悪影響がなくなり、素子特性や素子の信頼性
等が向上したものとなる。なお、エッチング処理も適正
な濃度のエッチャントを用いた適正なエッチング時間、
温度等の条件下で行われるために、素子特性への悪影響
もなく、素子の信頼性等も良好なものとなる。
１４と破砕層１７が除去され、輝度が向上すると共に光
取り出し面である上面での内方への反射が少なくなり、
結晶内部からの光取り出し効果が向上して、図９に示す
特性線Ｌ１のように半導体チップ１６でなる半導体発光
素子の外部発光効率は、従来のものに対し２５％以上の
向上率を示す。また破砕層１７を除去してしまうので、
これによる悪影響がなくなり、素子特性や素子の信頼性
等が向上したものとなる。なお、エッチング処理も適正
な濃度のエッチャントを用いた適正なエッチング時間、
温度等の条件下で行われるために、素子特性への悪影響
もなく、素子の信頼性等も良好なものとなる。
【００２３】次に、第２の実施形態を、その製造工程の
順にしたがい図１０乃至図１４により説明する。図１０
は第１の工程の断面図であり、図１１は第２の工程の断
面図であり、図１２は第３の工程の断面図であり、図１
３は第４の工程の断面図であり、図１４は第５の工程の
断面図である。なお、上記の第１の実施形態と同一部位
には同一符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と
異なる構成について説明する。
順にしたがい図１０乃至図１４により説明する。図１０
は第１の工程の断面図であり、図１１は第２の工程の断
面図であり、図１２は第３の工程の断面図であり、図１
３は第４の工程の断面図であり、図１４は第５の工程の
断面図である。なお、上記の第１の実施形態と同一部位
には同一符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と
異なる構成について説明する。
【００２４】図１０に示す第１の工程において、ＧａＡ
ｓ基板上にｐｎ接合が形成され発光層１１ａが形成され
るように、例えばｐ型ＧａＡｓ基板上にｐｎ接合を形成
したエピタキシャルウェハにおいて最上面のＧａ
（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓ層のＡｌ混晶比が０．５≦Ｘ≦
０．８である半導体ウェハ１１を形成する。続いて、半
導体ウェハ１１の光取り出し面となる組成がＧａ
（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓで、０．５≦Ｘ≦０．８の最上層
の上面、および下面に電極材料の金（Ａｕ）を所定に厚
さとなるよう蒸着し、上側主面にｎ電極１２、下側主面
にｐ電極１３を形成する。
ｓ基板上にｐｎ接合が形成され発光層１１ａが形成され
るように、例えばｐ型ＧａＡｓ基板上にｐｎ接合を形成
したエピタキシャルウェハにおいて最上面のＧａ
（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓ層のＡｌ混晶比が０．５≦Ｘ≦
０．８である半導体ウェハ１１を形成する。続いて、半
導体ウェハ１１の光取り出し面となる組成がＧａ
（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓで、０．５≦Ｘ≦０．８の最上層
の上面、および下面に電極材料の金（Ａｕ）を所定に厚
さとなるよう蒸着し、上側主面にｎ電極１２、下側主面
にｐ電極１３を形成する。
【００２５】次に、図１１に示す第２の工程において、
ｎ電極１２、ｐ電極１３が形成された半導体ウェハ１１
を４００℃〜５００℃に加熱し、シンタリングを行う。
これにより、半導体ウェハ１１の上下の両主面とｎ電極
１２、ｐ電極１３との界面部分にアロイ層１４が形成さ
れる。
ｎ電極１２、ｐ電極１３が形成された半導体ウェハ１１
を４００℃〜５００℃に加熱し、シンタリングを行う。
これにより、半導体ウェハ１１の上下の両主面とｎ電極
１２、ｐ電極１３との界面部分にアロイ層１４が形成さ
れる。
【００２６】次に、図１２に示す第３の工程において、
半導体ウェハ１１の上側主面に形成されたｎ電極１２
を、写真蝕刻法を用いて所定の電極パターンとなるよう
にパターニングする。このパターニングによって、不要
となるｎ電極１２部分が除去された半導体ウェハ１１の
上面部分にアロイ層１４が露出した状態になる。
半導体ウェハ１１の上側主面に形成されたｎ電極１２
を、写真蝕刻法を用いて所定の電極パターンとなるよう
にパターニングする。このパターニングによって、不要
となるｎ電極１２部分が除去された半導体ウェハ１１の
上面部分にアロイ層１４が露出した状態になる。
【００２７】次に、図１３に示す第４の工程において、
半導体ウェハ１１を、濃度７０％の硝酸と純水とを１
０：１の比で混合した硝酸水溶液をエッチャントとする
ことによてエッチング処理する。このエッチング処理
は、温度を２℃〜８℃の所定温度にした状態で、エッチ
ング時間を２秒〜１０秒の間の所定時間となるように設
定して実行する。このエッチング処理により、半導体ウ
ェハ１１上面のｎ電極１２以外の部分に露出しているア
ロイ層１４が除去され、さらに、組成がＧａ（１− Ｘ）
ＡｌＸＡｓで、０．５≦Ｘ≦０．８の半導体ウェハ１１
上面が露出し、露出した上面が所定の面粗度を有するフ
ロスト状面１９となる。なお、この場合にエッチング時
間が長いと、ｎ電極１２の下方にまで食い込むようにエ
ッチングが進み、素子特性上で悪い影響が生じ、所定の
特性が得られなくなる。
半導体ウェハ１１を、濃度７０％の硝酸と純水とを１
０：１の比で混合した硝酸水溶液をエッチャントとする
ことによてエッチング処理する。このエッチング処理
は、温度を２℃〜８℃の所定温度にした状態で、エッチ
ング時間を２秒〜１０秒の間の所定時間となるように設
定して実行する。このエッチング処理により、半導体ウ
ェハ１１上面のｎ電極１２以外の部分に露出しているア
ロイ層１４が除去され、さらに、組成がＧａ（１− Ｘ）
ＡｌＸＡｓで、０．５≦Ｘ≦０．８の半導体ウェハ１１
上面が露出し、露出した上面が所定の面粗度を有するフ
ロスト状面１９となる。なお、この場合にエッチング時
間が長いと、ｎ電極１２の下方にまで食い込むようにエ
ッチングが進み、素子特性上で悪い影響が生じ、所定の
特性が得られなくなる。
【００２８】そしてエッチング処理を行った後、水洗過
程でエッチャント等を純水を用いて十分に洗い落とし、
乾燥させる。
程でエッチャント等を純水を用いて十分に洗い落とし、
乾燥させる。
【００２９】次に、図１４に示す第５の工程において、
ｐ電極１３が形成されている半導体ウェハ１１の下面に
ダイシングシート１５を粘着剤によって貼付する。続い
て、ダイシングシート１５が貼付された半導体ウェハ１
１を図示しないダイシング装置に装着し、半導体ウェハ
１１のダイシングを行い、所定寸法の半導体チップ２０
に切断、分離する。この時、各半導体チップ２０の側面
部分に、ダイシングによる機械的なダメージを受けて破
砕層１７が形成される。
ｐ電極１３が形成されている半導体ウェハ１１の下面に
ダイシングシート１５を粘着剤によって貼付する。続い
て、ダイシングシート１５が貼付された半導体ウェハ１
１を図示しないダイシング装置に装着し、半導体ウェハ
１１のダイシングを行い、所定寸法の半導体チップ２０
に切断、分離する。この時、各半導体チップ２０の側面
部分に、ダイシングによる機械的なダメージを受けて破
砕層１７が形成される。
【００３０】以上のようにして半導体チップ２０のｎ電
極１２以外の上面は、露出していたアロイ層１４が除去
され、さらに組成がＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓで、０．
５≦Ｘ≦０．８の所定の面粗度を有するフロスト状面１
９となる。この結果、光取り出し面である上面のアロイ
層１４が除去され、輝度が向上し、アロイ層１４での光
吸収がなくなり、また上面が所定の面粗度を有するフロ
スト状面１９となって内方への反射が少なくなり、結晶
内部からの光取り出し効果が向上する。そして、図９に
示す特性線Ｌ２のように半導体チップ２０でなる半導体
発光素子の外部発光効率は、従来のものに対し略１５％
の向上率を示す。なお、エッチング処理も第１の実施形
態と同様に、適正な濃度のエッチャントを用いた適正な
エッチング時間、温度等の条件下で行われるために、素
子特性への悪影響もなく、素子の信頼性等も良好なもの
となる。
極１２以外の上面は、露出していたアロイ層１４が除去
され、さらに組成がＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓで、０．
５≦Ｘ≦０．８の所定の面粗度を有するフロスト状面１
９となる。この結果、光取り出し面である上面のアロイ
層１４が除去され、輝度が向上し、アロイ層１４での光
吸収がなくなり、また上面が所定の面粗度を有するフロ
スト状面１９となって内方への反射が少なくなり、結晶
内部からの光取り出し効果が向上する。そして、図９に
示す特性線Ｌ２のように半導体チップ２０でなる半導体
発光素子の外部発光効率は、従来のものに対し略１５％
の向上率を示す。なお、エッチング処理も第１の実施形
態と同様に、適正な濃度のエッチャントを用いた適正な
エッチング時間、温度等の条件下で行われるために、素
子特性への悪影響もなく、素子の信頼性等も良好なもの
となる。
【００３１】なお、上記各実施形態では、光取り出し面
の組成がＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓで、０．５≦Ｘ≦
０．８のものとしたが、これに限るものではなく、Ｇａ
ＡＳやＡｌ混晶比が上記のものより低いＧａ（１−Ｘ）
ＡｌＸＡｓであっても、同様の効果を得ることができ
る。また、エッチャントについても、上記の濃度に限定
されるものではなく、硝酸水溶液の濃度が５０％〜７０
％であれば、同様の効果を得ることができる。
の組成がＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓで、０．５≦Ｘ≦
０．８のものとしたが、これに限るものではなく、Ｇａ
ＡＳやＡｌ混晶比が上記のものより低いＧａ（１−Ｘ）
ＡｌＸＡｓであっても、同様の効果を得ることができ
る。また、エッチャントについても、上記の濃度に限定
されるものではなく、硝酸水溶液の濃度が５０％〜７０
％であれば、同様の効果を得ることができる。
【００３２】また、上記各実施形態に記した通り、エッ
チング処理時のエッチング時間が１０秒を超えると所定
の素子特性が得られなくなり、２秒よりも短いとフロス
ト状面１８ａ，１８ｂ，１９がごく一部に形成されるか
否かの状態であって、光取り出し効果が十分に得られな
い。エッチング処理時の温度についても、２℃よりも低
いと、処理が進まなかったり、処理時間が多くかかって
しまったりし、８℃を超えると処理速度が速すぎて均一
にエッチング処理を行うことができない等の問題が生じ
てくる。
チング処理時のエッチング時間が１０秒を超えると所定
の素子特性が得られなくなり、２秒よりも短いとフロス
ト状面１８ａ，１８ｂ，１９がごく一部に形成されるか
否かの状態であって、光取り出し効果が十分に得られな
い。エッチング処理時の温度についても、２℃よりも低
いと、処理が進まなかったり、処理時間が多くかかって
しまったりし、８℃を超えると処理速度が速すぎて均一
にエッチング処理を行うことができない等の問題が生じ
てくる。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、半導体発光素子における光取り出し面での内
方への反射が少なくなって、結晶内部からの光取り出し
効果が向上し、輝度が向上して外部発光効率を向上させ
ることができると共に、素子特性や素子の信頼性等を良
好なものとすることができる等の効果を奏する。
によれば、半導体発光素子における光取り出し面での内
方への反射が少なくなって、結晶内部からの光取り出し
効果が向上し、輝度が向上して外部発光効率を向上させ
ることができると共に、素子特性や素子の信頼性等を良
好なものとすることができる等の効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施形態における第１の工程の
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における第２の工程の
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における第３の工程の
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における第４の工程の
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における第５の工程の
断面図である。
断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第５の工程における
半導体チップの上面図である。
半導体チップの上面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における第５の工程開
始時の半導体チップを示す図で、図７（ａ）は断面図、
図７（ｂ）は図７（ａ）の要部Ａを拡大して示す断面図
である。
始時の半導体チップを示す図で、図７（ａ）は断面図、
図７（ｂ）は図７（ａ）の要部Ａを拡大して示す断面図
である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第５の工程で行うエ
ッチング処理の時間経過と加工状態を説明するための断
面図で、図８（ａ）はエッチング処理を１秒施した後の
断面図、図８（ｂ）はエッチング処理を５秒施した後の
断面図、図８（ｃ）はエッチング処理を１０秒施した後
の断面図である。
ッチング処理の時間経過と加工状態を説明するための断
面図で、図８（ａ）はエッチング処理を１秒施した後の
断面図、図８（ｂ）はエッチング処理を５秒施した後の
断面図、図８（ｃ）はエッチング処理を１０秒施した後
の断面図である。
【図９】本発明に係るエッチング時間に対する外部発光
効率の向上率を示す図である。
効率の向上率を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における第１の工程
の断面図である。
の断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における第２の工程
の断面図である。
の断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における第３の工程
の断面図である。
の断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態における第４の工程
の断面図である。
の断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における第５の工程
の断面図である。
の断面図である。
【図１５】従来例における第１の工程の断面図である。
【図１６】従来例における第２の工程の断面図である。
【図１７】従来例における第３の工程の断面図である。
【図１８】従来例における第４の工程の断面図である。
１１…半導体ウェハ １１ａ…発光層 １２…ｎ電極 １３…ｐ電極 １４…アロイ層 １６，２０…半導体チップ １７…破砕層 １８ａ，１８ｂ，１９…フロスト状面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古賀 健二郎 福岡県北九州市小倉北区下到津１丁目10番 １号 株式会社東芝北九州工場内 (72)発明者 下村 健二 福岡県北九州市小倉北区下到津１丁目10番 １号 株式会社東芝北九州工場内 Ｆターム(参考） 5F041 AA03 CA36 CA63 CA74 CA99 CB01 5F043 AA14 AA16 AA25 BB07 BB17 DD02 DD10 GG05
Claims (7)
- 【請求項１】 発光層が形成された半導体ウェハの両主
面にそれぞれ電極を形成し、該電極の片方を所定形状に
パターニングした後、前記半導体ウェハをダイシングし
て所定寸法の複数の半導体チップに分離するようにした
半導体発光素子の製造方法において、前記電極の片方を
パターニングした後に、半導体ウェハの光取り出し面を
フロスト状になるようエッチング処理することを特徴と
する半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項２】 発光層が形成された半導体ウェハの両主
面にそれぞれ電極を形成し、該電極の片方を所定形状に
パターニングした後、前記半導体ウェハをダイシングし
て所定寸法の複数の半導体チップに分離するようにした
半導体発光素子の製造方法において、前記半導体ウェハ
を複数の半導体チップに分離した後に、前記半導体チッ
プの光取り出し面をフロスト状になるようエッチング処
理することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項３】 光取り出し面が、ＧａＡｓまたはＧａ
（１−Ｘ）ＡｌＸＡｓの少なくとも一方の組成を有する
面であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記
載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項４】 光取り出し面のＧａ（１−Ｘ）ＡｌＸＡ
ｓが、０．５≦Ｘ≦０．８であることを特徴とする請求
項３記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項５】 エッチング処理が、硝酸水溶液を用いて
行うものであることを特徴とする請求項１あるいは請求
項２記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項６】 硝酸水溶液の濃度が、５０％〜７０％で
あることを特徴とする請求項５記載の半導体発光素子の
製造方法。 - 【請求項７】 エッチング処理は、温度が２℃〜８℃
で、エッチング時間が２秒〜１０秒であることを特徴と
する請求項１あるいは請求項２記載の半導体発光素子の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15668899A JP2000349331A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15668899A JP2000349331A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 半導体発光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000349331A true JP2000349331A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15633165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15668899A Pending JP2000349331A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000349331A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002359399A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子の製造方法及び発光素子 |
| JP2021064790A (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-06-03 JP JP15668899A patent/JP2000349331A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002359399A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子の製造方法及び発光素子 |
| JP2021064790A (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| WO2021075439A1 (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| TWI811572B (zh) * | 2019-10-15 | 2023-08-11 | 日商同和電子科技股份有限公司 | 半導體發光元件及其製造方法 |
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|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070227 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070626 |