JP2001122700A - Semiconductor wafer, method of producing light emitting diode, and method and device for evaluating fracture strength of semiconductor wafer - Google Patents

Semiconductor wafer, method of producing light emitting diode, and method and device for evaluating fracture strength of semiconductor wafer

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JP2001122700A
JP2001122700A JP30610699A JP30610699A JP2001122700A JP 2001122700 A JP2001122700 A JP 2001122700A JP 30610699 A JP30610699 A JP 30610699A JP 30610699 A JP30610699 A JP 30610699A JP 2001122700 A JP2001122700 A JP 2001122700A
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semiconductor wafer
lapping
sphere
single crystal
wafer
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Japanese (ja)
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Susumu Higuchi
晋 樋口
Akio Yumoto
晃生 湯本
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor wafer almost free from the formation of cracks or the like and a method of evaluating fracture strength which is capable of evaluating the difficulty of crack formation in the semiconductor wafer. SOLUTION: The grain sizes of abrasive materials to be used are optimized according to the kinds of the abrasive materials so that the means length of micro-cracks MC formed along the cleavage plane of a lapped surface 14b becomes <=1 μm. Thereby, the frequency of occurrence of cracks or the like in a semiconductor wafer 14 is markedly suppressed. The most optimized particle size of the abrasive material for making the mean length of the micro-cracks MC within the range mentioned above is >=#2,000 and <=#3,000 when a green silicon carbide fine powder abrasive material is used and is >=#1,200 and <=#2,000 when an artificial abrasive material is used. The easiness of crack formation in the semiconductor wafer 14 can be evaluated by allowing a ball to naturally fall onto the main surface 14a of the semiconductor wafer 14 and measuring the height of a position from where the ball is allowed to fall and causes cracks on the semiconductor wafer 14. As the easiness of the crack formation in the semiconductor wafer 14 by an outer face can be quantitatively grasped by this method, it becomes possible to produce or select the semiconductor wafer 14 hard to be cracked.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ、
発光ダイオードの製造方法、半導体ウェーハの破壊強度
評価方法及び半導体ウェーハの破壊強度評価装置に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor wafer,
The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting diode, a method for evaluating the breaking strength of a semiconductor wafer, and a device for evaluating the breaking strength of a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】発光ダイオードは、半導体のp−n接合
に順方向の電流を流すことにより電気エネルギーを直接
光に変換する素子である。III−V族化合物半導体単結晶
は、紫外光ないし赤外光の波長に相当するバンドギャッ
プを有するため、発光ダイオードの材料としてよく用い
られる。その中でも、赤色から緑色までの光を発する燐
化ガリウム(GaP)系発光ダイオードや、赤外から黄
色までの光を発する砒化ガリウム(GaAs)系発光ダ
イオードが、特に広く用いられている。
2. Description of the Related Art A light emitting diode is an element that directly converts electric energy into light by passing a forward current through a pn junction of a semiconductor. A group III-V compound semiconductor single crystal has a band gap corresponding to the wavelength of ultraviolet light or infrared light, and thus is often used as a material for a light emitting diode. Among them, gallium phosphide (GaP) -based light-emitting diodes that emit light from red to green and gallium arsenide (GaAs) -based light-emitting diodes that emit light from infrared to yellow are particularly widely used.

【0003】発光ダイオードは、通常、燐化ガリウム又
は砒化ガリウム等の化合物半導体単結晶棒をスライス、
研磨して得られる化合物半導体単結晶基板(以下、単に
「基板」ということがある。)上に、複数のエピタキシ
ャル層を液相成長または気相成長してp−n接合を有す
る化合物半導体エピタキシャルウェーハ(以下、単に
「エピタキシャルウェーハ」ということがある。)とな
し、続いて、低接触抵抗を示す金属をエピタキシャルウ
ェーハのp側とn側の各主面に真空蒸着し、さらに熱処
理を加えて電極形成した後に、そのエピタキシャルウェ
ーハをチップ状に切断し、分離することにより製造され
る。以下において、化合物半導体単結晶基板と化合物半
導体エピタキシャルウェーハとを総称する場合は、化合
物半導体ウェーハと呼ぶ。
[0003] Light emitting diodes are usually sliced from compound semiconductor single crystal rods such as gallium phosphide or gallium arsenide.
A compound semiconductor epitaxial wafer having a pn junction by growing a plurality of epitaxial layers in a liquid phase or a vapor phase on a compound semiconductor single crystal substrate (hereinafter sometimes simply referred to as “substrate”) obtained by polishing. (Hereinafter sometimes simply referred to as “epitaxial wafer”). Subsequently, a metal exhibiting low contact resistance is vacuum-deposited on each of the p-side and n-side main surfaces of the epitaxial wafer, and further heat-treated to form an electrode. After formation, the epitaxial wafer is manufactured by cutting into chips and separating. Hereinafter, when the compound semiconductor single crystal substrate and the compound semiconductor epitaxial wafer are collectively referred to, they are referred to as a compound semiconductor wafer.

【0004】また、「半導体ウェーハ」とは、化合物半
導体ウェーハとシリコンウェーハとの総称である。さら
に、「シリコンウェーハ」とは、シリコン単結晶基板お
よび該シリコン単結晶基板上にエピタキシャル層を形成
してなるシリコンエピタキシャルウェーハの総称であ
る。
[0004] "Semiconductor wafer" is a general term for compound semiconductor wafers and silicon wafers. Further, “silicon wafer” is a general term for a silicon single crystal substrate and a silicon epitaxial wafer formed by forming an epitaxial layer on the silicon single crystal substrate.

【0005】発光ダイオードの製造工程においては、該
発光ダイオードの光取出し効率を向上させたり、あるい
は、発光ダイオードの小型化に伴う薄化の要請に応じる
ために、電極形成の前に、エピタキシャルウェーハの主
裏面側の基板をラッピング(lapping)加工により薄く
することが行われている。また、エピタキシャルウェー
ハの主裏面側の基板を完全に除去することもある。
[0005] In the manufacturing process of the light emitting diode, in order to improve the light extraction efficiency of the light emitting diode or to meet the demand for thinning along with the miniaturization of the light emitting diode, an epitaxial wafer is formed before the electrode is formed. 2. Description of the Related Art A substrate on the main back side is thinned by lapping. Further, the substrate on the main rear surface side of the epitaxial wafer may be completely removed.

【0006】エピタキシャルウェーハの主裏面側のラッ
ピング加工は、pHを調整した水溶液と砥粒とを混ぜ合
わせたスラリー(Slurry)をラップ定盤とエピタキシャ
ルウェーハとの間に配置し、該エピタキシャルウェーハ
に荷重を加えながらラップ定盤を回転させて、エピタキ
シャルウェーハの主裏面側を砥粒の転動と引っかき作用
で削ることにより行われる。
In the lapping of the main back surface of the epitaxial wafer, a slurry (Slurry) obtained by mixing a pH-adjusted aqueous solution and abrasive grains is disposed between the lapping plate and the epitaxial wafer, and a load is applied to the epitaxial wafer. This is performed by rotating the lapping plate while adding the abrasive, and shaving the main back surface of the epitaxial wafer by rolling and scratching of the abrasive grains.

【0007】このような化合物半導体エピタキシャルウ
ェーハのラッピング加工には従来、粒度#800〜#1
200のGC砥粒(緑色炭化珪素系研磨材)が用いられ
ている。炭化珪素系研磨材は、珪石や珪砂とコークス等
の炭素材とを、工業塩等の補助原料とともに十分混合し
た後、電気抵抗炉内で1700℃〜2200℃に加熱し
て反応させ、その反応により得られた炭化珪素の結晶を
微粉砕することにより製造される。このような炭化珪素
系研磨材としては、GC砥粒の他に、これよりもより高
純度のC砥粒(黒色炭化珪素系研磨材)も知られてい
る。
Conventionally, lapping of such a compound semiconductor epitaxial wafer has a particle size of # 800 to # 1.
200 GC abrasive grains (green silicon carbide-based abrasive) are used. Silicon carbide-based abrasives are obtained by sufficiently mixing silica or silica sand and a carbon material such as coke with auxiliary raw materials such as industrial salts, and then heating and reacting at 1700 ° C. to 2200 ° C. in an electric resistance furnace. It is produced by finely pulverizing the silicon carbide crystal obtained by the method described above. As such a silicon carbide-based abrasive, in addition to the GC abrasive, a C abrasive having a higher purity (black silicon carbide-based abrasive) is also known.

【0008】ところで、ラッピング加工に用いる砥粒の
粒度は、加工精度と生産性とから経験上決定することが
多い。砥粒の粒度は、日本工業規格R6002研磨材の
粒度の試験方法(昭和62年12月1日改正)におい
て、沈降試験方法または電気抵抗試験方法により番手
(#)により規定されるが、従来より化合物半導体エピ
タキシャルウェーハのラッピング加工には、比較的粗い
粒度#800〜#1200のGC砥粒が用いられてい
る。これは、SiCの硬度が実用的にはダイヤモンドに
次いで高く、能率良くラッピングすることができるから
である。
By the way, the grain size of abrasive grains used for lapping is often determined empirically from the processing accuracy and productivity. The grain size of the abrasive grains is specified by the number (#) by the sedimentation test method or the electric resistance test method in the Japanese Industrial Standard R6002 abrasive particle size test method (revised on December 1, 1987). In the lapping of the compound semiconductor epitaxial wafer, GC abrasive grains having a relatively coarse particle size of # 800 to # 1200 are used. This is because the hardness of SiC is practically the second highest after diamond and lapping can be performed efficiently.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの検討によれば、ラッピング加工に用いる砥粒の粒
度により、ラッピング加工後のエピタキシャルウェーハ
の機械的な強度、具体的には割れ発生の難易度に大きな
影響が及ぶことが判明した。特に、粒度#800〜#1
200のGC砥粒を用いた場合、エピタキシャルウェー
ハの裏面側をラッピング加工する際、あるいは、さらに
電極の形成されたエピタキシャルウェーハをチップ状に
切断分離する際に、エピタキシャルウェーハに欠けや割
れが発生しやすくなる問題のあることがわかった。
However, according to the study of the present inventors, the mechanical strength of an epitaxial wafer after lapping, specifically, the generation of cracks, depends on the grain size of abrasive grains used for lapping. It turned out that the difficulty was greatly affected. In particular, particle sizes # 800 to # 1
In the case of using 200 GC abrasive grains, when lapping the back surface of the epitaxial wafer, or when cutting and separating the epitaxial wafer on which the electrodes are further formed into chips, chipping or cracking occurs in the epitaxial wafer. It turned out that there was a problem that became easier.

【0010】また、化合物半導体単結晶基板、特にGa
P系発光ダイオード用エピタキシャルウェーハの製造に
用いられる基板は、厚さ約250μmと薄い。さらに近
年、発光ダイオードの小型化により厚さ200μm以下
のエピタキシャルウェーハも発光ダイオードの製造工程
に投入されるようになっており、外力により割れの発生
頻度はますます高くなってきている。
Also, a compound semiconductor single crystal substrate, especially Ga
A substrate used for manufacturing an epitaxial wafer for a P-based light emitting diode is as thin as about 250 μm. Furthermore, in recent years, epitaxial wafers having a thickness of 200 μm or less have been introduced into the manufacturing process of light-emitting diodes due to miniaturization of light-emitting diodes, and the frequency of occurrence of cracks due to external force has increased more and more.

【0011】しかるに、化合物半導体ウェーハの割れ易
さについて、同じ条件で定量的に測定することができな
かったため、ウェーハのワレ易さに関する具体的な解析
を行うことができなかった。例えば、この割れ易さに対
して、工程での割れ発生頻度を指標とする試みが行われ
てきたが、誤差が多い、サンプルに対し同じ条件をそろ
える事が難しい等の問題があった。
However, the easiness of cracking of the compound semiconductor wafer could not be quantitatively measured under the same conditions, so that a specific analysis of the easiness of cracking of the wafer could not be performed. For example, an attempt has been made to use the frequency of occurrence of cracks in the process as an index for the easiness of cracking, but there have been problems such as large errors and difficulty in preparing the same conditions for samples.

【0012】本発明の課題は、割れ等の生じにくい半導
体ウェーハと、その半導体ウェーハを用いた発光ダイオ
ードの製造方法、ならびに半導体ウェーハの割れ発生の
難易を評価できる破壊強度評価方法と、それに用いる破
壊強度評価装置とを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer that is unlikely to crack, a method of manufacturing a light-emitting diode using the semiconductor wafer, a method of evaluating a fracture strength that can evaluate the difficulty of cracking of a semiconductor wafer, and a method of using the same. Another object of the present invention is to provide a strength evaluation device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために、本発明の半導体ウェーハは、ラッ
ピング加工された面であるラッピング面を有する半導体
ウェーハにおいて、ラッピング面上で劈開面に沿って発
生しているヒビの平均長さが1μm以下であることを特
徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor wafer according to the present invention is a semiconductor wafer having a lapping surface which is a lapping surface. Is characterized in that the average length of the cracks occurring along the length is 1 μm or less.

【0014】本発明者らは、ラッピング面を有する半導
体ウェーハの機械的強度を支配する因子について種々の
調査を行った結果、そのラッピング面形成の加工条件、
具体的にはラッピング加工に使用する研磨材の種別及び
粒度によって、ラッピング面上で劈開面に沿って発生す
るヒビの長さに顕著な変化が生じることが判明した。そ
して、さらに鋭意検討を重ねた結果、その劈開面に沿っ
て発生するヒビの平均長さが1μm以下となるように、
使用する研磨材の種別に応じてその粒度を最適化するこ
とにより、半導体ウェーハの機械的強度が顕著に改善さ
れること、具体的には衝撃等の外力が作用したときに、
半導体ウェーハへの割れ等の発生頻度が大幅に少なくな
ることを見い出し、本発明を完成するに至ったのであ
る。劈開とは、結晶がある一定の方向に容易に割れて、
平滑な面すなわち劈開面を作ることをいう。同一種の結
晶では個体(つまり、ウェーハ)に拘わらず認められ、
劈界面の指数も略一定となる。例えば、GaPやGaA
s等のように、III−V族化合物半導体単結晶で閃亜鉛
鉱型構造の場合には、劈開面が{110}面となる。
The present inventors have conducted various investigations on the factors governing the mechanical strength of a semiconductor wafer having a lapping surface, and have found that the processing conditions for forming the lapping surface,
Specifically, it was found that the length of a crack generated along the cleavage plane on the lapping surface was significantly changed depending on the type and the grain size of the abrasive used for the lapping process. As a result of further intensive studies, as a result, the average length of the cracks generated along the cleavage plane is 1 μm or less.
By optimizing the particle size according to the type of abrasive used, the mechanical strength of the semiconductor wafer is significantly improved, specifically, when an external force such as an impact is applied,
The inventors have found that the frequency of occurrence of cracks and the like in a semiconductor wafer is significantly reduced, and have completed the present invention. Cleavage means that crystals are easily broken in a certain direction,
This refers to creating a smooth surface, that is, a cleavage plane. Crystals of the same species are recognized regardless of the individual (ie, wafer)
The index of the cleavage interface is also substantially constant. For example, GaP or GaAs
In the case of a group III-V compound semiconductor single crystal and a zinc blende structure as in s, the cleavage plane is a {110} plane.

【0015】本発明の効果が特に顕著に発揮されるの
は、劈開破壊機構により、特に割れ等を生じやすいIII
−V族化合物半導体単結晶基板を使用した半導体ウェー
ハの分野においてである。このような半導体ウェーハと
して、発光ダイオードなどの電子部品の製造に広く使用
される、面方位が略(111)の主表面を有するIII−V
族化合物半導体エピタキシャルウェーハ、例えば燐化ガ
リウム単結晶基板上にエピタキシャル層を形成したもの
を例示することができる。なお、略(111)とは、
(111)面に対する横アングルが0(ゼロ)又は数度
以内のことをいう。このようなエピタキシャルウェーハ
は2つの主面を有し、例えば主表面側にエピタキシャル
層が形成され、主裏面がラッピング面として加工され
る。この主裏面上において、劈開面に沿って発生するヒ
ビの長さが上記の範囲となるように研磨材の種別及び粒
度を選択することにより、例えばそのラッピング加工の
最中や、あるいは、さらに電極の形成されたエピタキシ
ャルウェーハをチップ状に切断分離する際に、欠けや割
れが発生する頻度を大幅に低減でき、製品歩留まりを向
上させることができる。
[0015] The effect of the present invention is particularly remarkably exhibited because the cleavage fracture mechanism particularly tends to cause cracks and the like.
-In the field of semiconductor wafers using Group V compound semiconductor single crystal substrates. As such a semiconductor wafer, a III-V having a main surface with a plane orientation of approximately (111), which is widely used in the manufacture of electronic components such as light-emitting diodes.
A group compound semiconductor epitaxial wafer, for example, a wafer in which an epitaxial layer is formed on a gallium phosphide single crystal substrate can be exemplified. Note that the abbreviation (111) means
The horizontal angle with respect to the (111) plane is 0 (zero) or within several degrees. Such an epitaxial wafer has two main surfaces. For example, an epitaxial layer is formed on the main surface side, and the main back surface is processed as a lapping surface. On the main back surface, by selecting the type and particle size of the abrasive so that the length of the cracks generated along the cleavage plane is within the above range, for example, during the lapping process, or further, the electrode When cutting and separating the epitaxial wafer formed with the chips into chips, the frequency of occurrence of chips and cracks can be significantly reduced, and the product yield can be improved.

【0016】劈開面に沿って発生するヒビの平均長さを
上記のような範囲のものとするための研磨材の最適の粒
度は、使用する研磨材の種別によって異なる。例えば、
緑色炭化珪素系微粉研磨材を用いる場合は、粒度#20
00以上#3000以下とするのがよい。また、いわゆ
る人造エメリーを研磨材として用いることも可能であ
り、この場合は、粒度#1200以上#2000以下と
するのがよい。「エメリー」は、元来はコランダムと磁
鉄鉱との混合組織を有する天然鉱物の名称であるが、人
造エメリーは、アルミナ質原料を電気抵抗炉で溶融還元
することにより得られる、コランダム結晶あるいはムラ
イト結晶等を主体とした合成材料を指す。一例として、
褐色アルミナ質砥粒とジルコン質砥粒が混合された複合
人造エメリー(emery)があり、FO砥粒とも称され
る。なお、研磨材(砥粒)の粒度は、前述の通り、日本
工業規格R6002研磨材の粒度の試験方法(昭和62
年12月1日改正)において、沈降試験方法または電気
抵抗試験方法により測定された値を採用する。
The optimum grain size of the abrasive for keeping the average length of cracks generated along the cleavage plane in the above range depends on the type of abrasive used. For example,
When a green silicon carbide based fine abrasive is used, the particle size is # 20.
It is preferable to set the value between 00 and # 3000. It is also possible to use so-called artificial emery as an abrasive, and in this case, the particle size is preferably from # 1200 to # 2000. "Emery" is the name of a natural mineral originally having a mixed structure of corundum and magnetite, but artificial emery is a corundum crystal or mullite crystal obtained by smelting and reducing an alumina material in an electric resistance furnace. Refers to a synthetic material mainly composed of As an example,
There is a composite artificial emery in which brown alumina-based abrasive grains and zircon-based abrasive grains are mixed, and these are also called FO abrasive grains. As described above, the particle size of the abrasive (abrasive) is determined by the method of testing the particle size of the Japanese Industrial Standard R6002 abrasive (Showa 62).
(Revised on December 1, 2000), the value measured by the sedimentation test method or the electric resistance test method is adopted.

【0017】上記いずれの研磨材を使用する場合も、そ
の粒度が上限値を超えて大きくなる(番手(#)でいえ
ば、下限値未満となる)と、劈開面に沿って発生するヒ
ビの平均長さを1μm以下にすることが困難となり、割
れ等が非常に発生しやすくなる。また、粒度が下限値未
満となる(番手(#)でいえば、上限値を超える)と、
ラッピング研磨の速度が小さくなりすぎ、能率低下が甚
だしくなる。
When any of the above abrasives is used, if the grain size is larger than the upper limit (in the case of the count (#), it is smaller than the lower limit), cracks that occur along the cleavage plane are reduced. It is difficult to reduce the average length to 1 μm or less, and cracks and the like are very likely to occur. When the particle size is less than the lower limit (exceeding the upper limit in terms of the count (#)),
The speed of lapping polishing is too low, and the efficiency is greatly reduced.

【0018】例えば、化合物半導体単結晶基板を用いて
発光ダイオードを製造する場合、本発明によれば次のよ
うな方法が可能である。まず、化合物半導体単結晶基板
の主表面上にエピタキシャル層を成長する(エピタキシ
ャル層成長工程)。次いで、化合物半導体単結最基板の
主裏面をラッピング加工する(ラッピング加工工程)。
このとき、粒度#2000以上#3000以下の緑色炭
化珪素系微粉研磨材か、あるいは粒度#1200以上#
2000以下の人造エメリー研磨材を用いることによ
り、ラッピング面上で劈開面に沿って発生するヒビの平
均長さを、1μm以下に留めることができる。そして、
ラッピング加工工程の後、必要な電極を形成するように
する(電極形成工程)。
For example, when a light emitting diode is manufactured using a compound semiconductor single crystal substrate, the following method is possible according to the present invention. First, an epitaxial layer is grown on the main surface of the compound semiconductor single crystal substrate (epitaxial layer growth step). Next, lapping processing is performed on the main back surface of the compound semiconductor single bonding uppermost substrate (lapping processing step).
At this time, a green silicon carbide based fine abrasive having a particle size of # 2000 or more and # 3000 or less, or a particle size of # 1200 or more #
By using an artificial emery abrasive of 2000 or less, the average length of cracks generated along the cleavage plane on the lapping plane can be kept to 1 μm or less. And
After the lapping process, necessary electrodes are formed (electrode forming process).

【0019】次に、本発明の半導体ウェーハの破壊強度
評価方法は、半導体ウェーハの主表面上に球体を自然落
下させ、半導体ウェーハが割れた時の球体落下開始位置
により、該半導体ウェーハの割れ易さを評価することを
特徴とする。また、本発明の半導体ウェーハの破壊強度
評価装置は、半導体ウェーハの片主面(例えば主表面)
が上向きとなるように半導体ウェーハを保持し、その保
持された半導体ウェーハの上面に向けて球体を自然落下
させるとともに、球体の落下開始位置を調整する落下開
始位置調整具を備え、半導体ウェーハに割れが生じ始め
る球体落下開始位置により、該半導体ウェーハの割れ易
さを評価するようにしたことを特徴とする。この評価方
法・装置によれば、半導体ウェーハの外力に対する割れ
易さを定量的に把握できるので、割れ難い半導体ウェー
ハを製作あるいは選別することができる。
Next, in the method for evaluating the breaking strength of a semiconductor wafer according to the present invention, the sphere is naturally dropped on the main surface of the semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is easily broken based on the sphere drop starting position when the semiconductor wafer is broken. It is characterized by evaluating the In addition, the semiconductor wafer breaking strength evaluation apparatus of the present invention provides a semiconductor wafer having one principal surface (for example, a principal surface).
Holds the semiconductor wafer so that it faces upward, naturally drops the sphere toward the upper surface of the held semiconductor wafer, and includes a drop start position adjuster for adjusting the drop start position of the sphere. The susceptibility of the semiconductor wafer to cracking is evaluated based on the sphere drop start position at which cracks begin to occur. According to this evaluation method / apparatus, the susceptibility of the semiconductor wafer to external force cracking can be quantitatively grasped, so that a semiconductor wafer that is difficult to crack can be manufactured or sorted.

【0020】上記半導体ウェーハの破壊強度評価装置
は、より具体的には、半導体ウェーハの第一主面側を保
持する、弾性材料にて構成された半導体ウェーハ保持具
と、該半導体ウェーハ保持具上に保持される半導体ウェ
ーハの上方に配置され、上側の開口部から挿入されると
ともに、その挿入された球体をガイドしつつこれを下側
開口部から半導体ウェーハの第二主面に向けて自然落下
させる投入管と、落下開始位置からの球体の落下高さを
測定する落下高さ測定具とを備えたものとして構成する
ことができる。なお、主表面及び主裏面の一方が第一主
面であり、他方が第二主面である。
More specifically, the above-described semiconductor wafer breaking strength evaluation apparatus comprises: a semiconductor wafer holder made of an elastic material, which holds a first main surface side of a semiconductor wafer; It is arranged above the semiconductor wafer held by, is inserted from the upper opening, and naturally falls from the lower opening toward the second main surface of the semiconductor wafer while guiding the inserted sphere. And a drop height measuring instrument for measuring the drop height of the sphere from the drop start position. One of the main surface and the main back surface is a first main surface, and the other is a second main surface.

【0021】半導体ウェーハ保持具を弾性材料、例えば
シリコーンゴムなどの比較的柔軟な弾性材料を使用する
ことにより、保持される半導体ウェーハと球体との衝突
形態が非弾性化して落下の衝撃力を半導体ウェーハの破
壊力に効率的に変換することができる。また、投入管の
使用により、落下開始位置がその投入管の上側開口部の
位置によって規定できるので、人為的な要因による落下
開始位置のばらつきを少なくすることができる。これら
により、信頼性の高い半導体ウェーハの破壊強度評価が
可能となる。
By using an elastic material for the semiconductor wafer holder, for example, a relatively soft elastic material such as silicone rubber, the collision form between the held semiconductor wafer and the sphere is made inelastic, and the impact force of the fall is reduced by the semiconductor. It can be efficiently converted into the breaking force of the wafer. Further, since the drop start position can be defined by the position of the upper opening of the drop tube by using the charging tube, it is possible to reduce variation in the drop start position due to an artificial factor. These make it possible to evaluate the breakdown strength of the semiconductor wafer with high reliability.

【0022】なお、本発明の破壊強度評価装置は、化合
物半導体ウェーハの破壊強度測定のみならず、シリコン
ウェーハの破壊強度測定にも使用することができる。
The breaking strength evaluation apparatus of the present invention can be used not only for measuring the breaking strength of a compound semiconductor wafer but also for measuring the breaking strength of a silicon wafer.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付の図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係る
発光ダイオード及び発光ダイオードの製造方法並びに破
壊強度評価装置について詳細に説明する。まず、化合物
半導体エピタキシャルウェーハを、図1に示す工程に従
い製造する。すなわち、燐化ガリウム(GaP)あるい
は砒化ガリウム(GaAs)等のIII−V族化合物半導体
単結晶棒をスライス及び研磨して得られる化合物半導体
単結晶基板(以下、単に基板ともいう)51を用意す
る。この基板51は、オフアングル±1°以内で略(1
11)の面方位を有し、例えば厚さ200〜500μm
程度で、第一導電型(例えばn型)を示すように所定の
キャリア濃度に調整されている。次に、図1(b)に示
すように、この基板51の主表面に第一エピタキシャル
層55を成長させる。このエピタキシャル成長は液相成
長法にて行っても、気相成長法にて行ってもいずれでも
よいが、ここでは液相成長法を用いる場合を例に取る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, a light emitting diode, a method for manufacturing the light emitting diode, and a device for evaluating breaking strength according to the present invention will be described in detail. First, a compound semiconductor epitaxial wafer is manufactured according to the process shown in FIG. That is, a compound semiconductor single crystal substrate (hereinafter also simply referred to as a substrate) 51 obtained by slicing and polishing a III-V group compound semiconductor single crystal rod such as gallium phosphide (GaP) or gallium arsenide (GaAs) is prepared. . This substrate 51 is substantially (1 °) within an off-angle of ± 1 °.
11) having a plane orientation of, for example, 200 to 500 μm in thickness
The carrier concentration is adjusted to a predetermined value so as to indicate the first conductivity type (for example, n-type). Next, as shown in FIG. 1B, a first epitaxial layer 55 is grown on the main surface of the substrate 51. This epitaxial growth may be performed by either the liquid phase growth method or the vapor phase growth method. Here, the case of using the liquid phase growth method will be described as an example.

【0024】すなわち、図1(a)に示すように、石英
ボート等で構成された液相エピタキシャル成長装置50
内にて各基板保持用プレート52の両面に、主表面側が
外向きとなるように基板51を取り付ける。この状態
で、液相エピタキシャル成長装置50内に成長原料の融
液を導入し、各基板51の主表面上に第一エピタキシャ
ル層55を形成する。通常、基板51は完全な単結晶で
はなく、転位等の格子欠陥を若干含んでいることが多
い。この場合、第一エピタキシャル層55は、基板51
側から移動してくる転位等の格子欠陥を吸収したり、あ
るいは基板51との間に格子定数の不整合が存在する場
合には、これを緩和するバッファ層の役割を果たすこと
となる。他方、基板51と、後述の第二エピタキシャル
層56との間のキャリア濃度変化が急峻になりすぎない
よう、両者の中間のキャリア濃度を有するものとして、
第一エピタキシャル層55が形成される場合もある。
That is, as shown in FIG. 1A, a liquid-phase epitaxial growth apparatus 50 composed of a quartz boat or the like is used.
The substrates 51 are attached to both sides of each substrate holding plate 52 so that the main surface faces outward. In this state, a melt of a growth material is introduced into the liquid phase epitaxial growth apparatus 50 to form a first epitaxial layer 55 on the main surface of each substrate 51. Usually, the substrate 51 is not a perfect single crystal but often contains some lattice defects such as dislocations. In this case, the first epitaxial layer 55 is
If a lattice defect such as a dislocation moving from the side is absorbed, or if a lattice constant mismatch exists between the substrate 51 and the substrate 51, the layer serves as a buffer layer for alleviating the mismatch. On the other hand, assuming that the carrier concentration between the substrate 51 and the later-described second epitaxial layer 56 does not become too steep, the carrier concentration is intermediate between the two.
The first epitaxial layer 55 may be formed.

【0025】続いて、図1(c)、(d)に示すよう
に、第二エピタキシャル層56及び第三エピタキシャル
層57を、同様に順次エピタキシャル成長させる。これ
ら第二及び第三エピタキシャル層56,57には、いず
れも、基板51及び第一エピタキシャル層55とは異な
る第二導電型(例えばp型)のドーパントが、各々所定
のキャリア濃度になるように添加されている。第二エピ
タキシャル層56は、第一エピタキシャル層55との間
にp−n接合を形成する。また、第三エピタキシャル層
57は、その後に形成される金属電極との間の接触抵抗
を小さくする(例えばオーミック接触とする)ために、
第二エピタキシャル層56よりもキャリア濃度が大きく
設定される。こうして、化合物半導体単結晶基板51の
主表面14a側に3つのエピタキシャル層55〜57が
形成されたエピタキシャルウェーハ14が得られる。
Subsequently, as shown in FIGS. 1C and 1D, the second epitaxial layer 56 and the third epitaxial layer 57 are similarly epitaxially grown. In each of the second and third epitaxial layers 56 and 57, a dopant of the second conductivity type (for example, p-type) different from the substrate 51 and the first epitaxial layer 55 is set to have a predetermined carrier concentration. Has been added. The second epitaxial layer 56 forms a pn junction with the first epitaxial layer 55. In addition, the third epitaxial layer 57 is used to reduce the contact resistance between the third epitaxial layer 57 and a metal electrode to be formed thereafter (for example, an ohmic contact).
The carrier concentration is set higher than that of the second epitaxial layer 56. Thus, epitaxial wafer 14 having three epitaxial layers 55 to 57 formed on main surface 14a side of compound semiconductor single crystal substrate 51 is obtained.

【0026】次に、エピタキシャルウェーハ14の主裏
面側14bに位置する基板51を、図3に示すように、
ラッピング(lapping)加工により、厚さが例えば20
0〜300μm程度となるように薄くする。このラッピ
ング加工は、図2に示すように、pHを調整した水溶液
LQと砥粒PGとを混ぜ合わせたスラリーSLを、ラッ
プ定盤34とエピタキシャルウェーハ14との間に配置
し、該エピタキシャルウェーハ14に荷重を加えながら
ラップ定盤34を回転させて、エピタキシャルウェーハ
の主裏面側14b(図3)を砥粒PGの転動と引っかき
作用とで削ることにより行われる。ここでは、エピタキ
シャルウェーハ14の主裏面側を片面研磨するために、
ラップマスター型ラップ盤を使用しており、ラップ定盤
34上に数個のリング33を置き、その内側にエピタキ
シャルウェーハ14を配置してウェイト30により荷重
をかける。なお、符号31はセンターローラー、符号3
2にはガイドローラであり、共にリング33の外周面に
接して、ラップ定盤34の回転に伴い該リング33を自
転させる働きをなす。また、砥粒PGを含んだスラリー
SLは、スラリー供給ノズル35からラップ定盤34上
に供給される。砥粒PGは、例えば、粒度#2000以
上#3000以下の緑色炭化珪素系微粉研磨材(いわゆ
るGC砥粒)か、あるいは粒度#1200以上#200
0以下の人造エメリー研磨材(いわゆるFO砥粒)が使
用される。
Next, as shown in FIG. 3, the substrate 51 located on the main back side 14b of the epitaxial wafer 14 is
By lapping processing, the thickness is, for example, 20
The thickness is reduced to about 0 to 300 μm. In this lapping process, as shown in FIG. 2, a slurry SL obtained by mixing an aqueous solution LQ whose pH has been adjusted and abrasive grains PG is disposed between a lapping plate 34 and the epitaxial wafer 14. Is performed by rotating the lapping plate 34 while applying a load to the main surface 14b (FIG. 3) of the epitaxial wafer by rolling and scratching the abrasive grains PG. Here, in order to polish the main back side of the epitaxial wafer 14 on one side,
A lap master type lapping machine is used. Several rings 33 are placed on a lapping plate 34, the epitaxial wafer 14 is arranged inside the rings 33, and a load is applied by the weight 30. Reference numeral 31 indicates a center roller, and reference numeral 3
Reference numeral 2 denotes a guide roller, both of which are in contact with the outer peripheral surface of the ring 33 and serve to rotate the ring 33 as the lap plate 34 rotates. The slurry SL containing the abrasive grains PG is supplied from the slurry supply nozzle 35 onto the lapping plate 34. The abrasive PG is, for example, a green silicon carbide-based fine abrasive (so-called GC abrasive) having a particle size of # 2000 to # 3000, or a particle size of # 1200 to # 200.
Zero or less artificial emery abrasive (so-called FO abrasive grains) is used.

【0027】主裏面側のラッピング加工が終了すれば、
図4に示すように、その主裏面14b(すなわち、基板
51側)に第一電極60を、主表面14a(すなわち、
第三エピタキシャル層57)の表面に第二電極61を、
それぞれ金あるいはアルミニウム等の金属を真空蒸着
(蒸着後、電極のオーミック接触性を向上させる等の目
的で適宜熱処理が施される場合がある)することにより
形成し、さらに、図5に示すように、ダイシング装置等
によりチップ64に切断・分離する(切断前の基板51
及びエピタキシャル層55〜57に由来する部分は、各
々、対応する符号に「’」を付与して示している)。な
お、各チップ64は、リード線の取付け及びモールド工
程等を経て、発光ダイオードの製品となる。
When the lapping of the main back side is completed,
As shown in FIG. 4, the first electrode 60 is provided on the main back surface 14b (that is, the substrate 51 side), and the main surface 14a (that is, the main surface 14a).
A second electrode 61 on the surface of the third epitaxial layer 57);
Each is formed by vacuum vapor deposition of a metal such as gold or aluminum (after the vapor deposition, heat treatment may be appropriately performed for the purpose of improving the ohmic contact of the electrode, etc.), and further, as shown in FIG. Is cut and separated into chips 64 by a dicing device or the like (the substrate 51 before cutting).
And portions derived from the epitaxial layers 55 to 57 are shown by adding “′” to the corresponding reference numerals, respectively). Each of the chips 64 becomes a light emitting diode product through a lead wire attaching process, a molding process, and the like.

【0028】図9は、本発明に係る破壊強度評価装置の
概略説明図である。破壊強度評価装置10は、ラッピン
グ加工後のエピタキシャルウェーハ14(半導体ウェー
ハの一実施態様である:以下、半導体ウェーハ14とも
いう)の、耐割れ衝撃性を定量的に評価するためのもの
であり、架台11を備える。この架台11上には、硬質
樹脂(例えばアクリル系樹脂)製の下敷き板12(例え
ば厚さ10mm)が配置され、さらにその上に半導体ウ
ェーハ保持具としてのマット13が配置される。マット
13は、ゴム等の弾性材料、ここではシリコーンゴム製
であり、厚さは例えば5mm程度である。このマット1
3上に評価対象となる半導体ウェーハ14が、主表面1
4aが上となるように(すなわち、上面側から衝撃力が
加わったときに、引張り曲げ応力状態となる下面側がラ
ッピング面(主裏面)14bとなるように)略水平に載
置される。
FIG. 9 is a schematic explanatory view of a fracture strength evaluation apparatus according to the present invention. The fracture strength evaluation device 10 is for quantitatively evaluating the crack impact resistance of the lapping-processed epitaxial wafer 14 (an embodiment of a semiconductor wafer; hereinafter, also referred to as a semiconductor wafer 14), A gantry 11 is provided. An underlaying plate 12 (for example, having a thickness of 10 mm) made of a hard resin (for example, an acrylic resin) is disposed on the gantry 11, and a mat 13 as a semiconductor wafer holder is further disposed thereon. The mat 13 is made of an elastic material such as rubber, here made of silicone rubber, and has a thickness of, for example, about 5 mm. This mat 1
The semiconductor wafer 14 to be evaluated is placed on the main surface 1
4a is placed almost horizontally (that is, when the impact force is applied from the upper surface side, the lower surface side that becomes the state of tensile bending stress becomes the lapping surface (main back surface) 14b).

【0029】架台11の上面には支柱15が略垂直に立
ち上がる形で設けられており、水平腕18が支柱15に
沿って昇降可能かつ任意の位置を保持可能に取り付けら
れている。具体的には、支柱15に沿って上下動可能に
可能なスライダ21に、水平腕18の基端側が取り付け
られている。スライダ21は、その壁部を貫通して支柱
15の外面にねじ込まれる落下高さ調整ネジ19によ
り、支柱15上にて任意の位置に固定される。水平腕1
8は、そのスライダ21からマット13上の半導体ウェ
ーハ14の上方位置に向けて延びており、その先端寄り
の位置にガラス製の投入管16が略垂直に取り付けられ
ている。投入管16は、上側開口部16aから球体、例
えばガラス球17が挿入されるとともに、その挿入され
たガラス球17をガイドしつつこれを下側開口部16b
から半導体ウェーハ14に向けて自然落下させる。な
お、上側開口部16aから下側開口部16bに至る投入
管16の長さをLとしている。
A column 15 is provided on the upper surface of the gantry 11 so as to rise substantially vertically, and a horizontal arm 18 is attached so as to be able to move up and down along the column 15 and to hold an arbitrary position. Specifically, the base end of the horizontal arm 18 is attached to a slider 21 that can move up and down along the column 15. The slider 21 is fixed at an arbitrary position on the column 15 by a drop height adjusting screw 19 that is screwed into the outer surface of the column 15 through its wall. Horizontal arm 1
Numeral 8 extends from the slider 21 toward a position above the semiconductor wafer 14 on the mat 13, and a glass input tube 16 is attached substantially vertically to a position near the front end thereof. The injection tube 16 is inserted with a sphere, for example, a glass sphere 17 from the upper opening 16a, and guides the inserted glass sphere 17 to the lower opening 16b.
From the semiconductor wafer 14 toward the semiconductor wafer 14. The length of the charging pipe 16 from the upper opening 16a to the lower opening 16b is L.

【0030】落下高さ調整ネジ19を弛め、スライダ2
1を支柱15に沿って上下動させると、水平腕18及び
投入管16も該スライダ21と一体的に上下動する。こ
れにより、ガラス球17の落下開始高さを規定する投入
管16の上側開口部16aの高さ方向位置を任意に変更
できる。なお、マット13上に載置された半導体ウェー
ハ14の主表面と投入管16の下側開口部16bとの間
隔Dは、ダイヤルゲージ20により読取り可能となって
いる。このダイヤルゲージ20は、落下高さ測定装置の
要部をなすものである。例えば、支柱15の外面に、高
さ方向に沿ってラック22を配置する一方、スライダ2
1側にこれとかみ合うピニオン23を設け、スライダ2
1の上下動に伴うピニオン23の回転変位をダイヤルゲ
ージ20に指示させることで、スライダ21の高さ方向
位置を変更した場合に、変更後の間隔Dを即時に読み取
ることができる。
Loosen the drop height adjusting screw 19 and move the slider 2
When the arm 1 is moved up and down along the column 15, the horizontal arm 18 and the input pipe 16 also move up and down integrally with the slider 21. Thereby, the height direction position of the upper opening 16a of the input tube 16 that defines the drop starting height of the glass ball 17 can be arbitrarily changed. The distance D between the main surface of the semiconductor wafer 14 placed on the mat 13 and the lower opening 16b of the charging tube 16 can be read by the dial gauge 20. The dial gauge 20 forms an essential part of the drop height measuring device. For example, while the rack 22 is arranged on the outer surface of the column 15 along the height direction, the slider 2
On one side, a pinion 23 engaging with the pinion 23 is provided, and a slider 2
By instructing the dial gauge 20 on the rotational displacement of the pinion 23 due to the vertical movement of 1, the changed interval D can be immediately read when the height position of the slider 21 is changed.

【0031】半導体ウェーハ14の保持具としてシリコ
ーンゴム製のマット13を採用したのは、シリコーンゴ
ムに適度な弾性があり、マット13上に載置された半導
体ウェーハ14と落下したガラス球17との衝突を非弾
性衝突にすることができるとともに、半導体ウェーハ1
4をマット13上に水平に載置することが容易であるか
らである。半導体ウェーハ14に対してガラス球17が
完全弾性衝突すると、ガラス球17のエネルギーは完全
に保存されるので、半導体ウェーハ14は劈開しない。
非弾性衝突により、ガラス球17が落下直前に有してい
た位置エネルギーを、半導体ウェーハ14の劈開の為に
なるべく多く使うことができるような弾性体をマット1
3に用いることがよく、例えば完全非弾性衝突に近い衝
突(つまり、ガラス球17がほとんどはねかえらない衝
突)となるような弾性体が理想である。
The reason why the mat 13 made of silicone rubber is employed as a holder for the semiconductor wafer 14 is that the silicone rubber has a moderate elasticity and the semiconductor wafer 14 placed on the mat 13 and the glass sphere 17 which has fallen are used. The collision can be made an inelastic collision and the semiconductor wafer 1
This is because it is easy to place the 4 horizontally on the mat 13. When the glass sphere 17 completely collides with the semiconductor wafer 14, the energy of the glass sphere 17 is completely stored, so that the semiconductor wafer 14 is not cleaved.
Due to the inelastic collision, the mat 1 is made of an elastic body that can use the potential energy of the glass ball 17 immediately before dropping as much as possible to cleave the semiconductor wafer 14.
For example, an elastic body that is a collision close to a completely inelastic collision (that is, a collision in which the glass ball 17 hardly repels) is ideal.

【0032】半導体ウェーハ14の破壊強度測定時に
は、例えば、直径4mm、重さ87mgのガラス球17
を投入管16の上側開口部16aから挿入し、下側開口
部16bから半導体ウェーハ14に対して略垂直に衝突
するように自然落下させる。半導体ウェーハ14が割れ
ない時は、水平腕18の位置をやや高く調整して再度測
定を行う。この測定を半導体ウェーハ14が割れるまで
繰り返す。そして、半導体ウェーハ14の破壊強度は、
該半導体ウェーハ14に割れが生じ始めるのに必要な最
低落下高さHで表すことができる。ここで、落下高さH
は、前記した投入管16の長さLと、半導体ウェーハ1
4の主表面と投入管16の下側開口部16bとの間隔D
とを用いて、 H=L+D‥‥(1) により求めることができる。
At the time of measuring the breaking strength of the semiconductor wafer 14, for example, a glass bulb 17 having a diameter of 4 mm and a weight of 87 mg is used.
Is inserted through the upper opening 16a of the input tube 16, and is naturally dropped from the lower opening 16b so as to collide with the semiconductor wafer 14 substantially perpendicularly. When the semiconductor wafer 14 does not break, the position of the horizontal arm 18 is adjusted slightly higher and the measurement is performed again. This measurement is repeated until the semiconductor wafer 14 breaks. And the breaking strength of the semiconductor wafer 14 is
It can be expressed by the minimum drop height H required for the semiconductor wafer 14 to start cracking. Here, the drop height H
Is the length L of the input tube 16 and the semiconductor wafer 1
4 between the main surface of No. 4 and the lower opening 16b of the input pipe 16
And H = L + D ‥‥ (1).

【0033】測定に必要な落下高さHは、測定に使用す
る球の種類とその大きさにより大きく異なる。例えば、
直径4mm、重さ87mgのガラス球17を化合物半導
体ウェーハ14の破壊強度測定に使用する場合には、落
下高さHを50mm〜400mmの範囲で変動可能にす
るのがよい。
The drop height H required for the measurement greatly varies depending on the type and size of the sphere used for the measurement. For example,
When the glass sphere 17 having a diameter of 4 mm and a weight of 87 mg is used for measuring the breaking strength of the compound semiconductor wafer 14, it is preferable that the drop height H can be varied in the range of 50 mm to 400 mm.

【0034】また、ガラス球17の替りに、例えば鉄球
や鉛球を用いても良い。しかし、鉄や鉛はガラスに比べ
て比重が大きいので、ガラス球よりも直径をかなり小さ
くしたり、落下開始高さを低くしたりする必要がある。
例えば、破壊強度の測定対象とする半導体ウェーハ14
が、比較的割れ易い化合物半導体ウェーハの場合にはガ
ラス球を用い、比較的割れ難いシリコンウェーハの場合
には鉄球や鉛球を用いる等、半導体ウェーハの種別(あ
るいは厚さ等の形態)に応じて使い分けても良い。この
場合、球体の位置エネルギーを反映したパラメータとし
て、例えば落下高さHに使用する球体の質量Mを乗じた
値を破壊強度評価の指標として用いてもよい。
In place of the glass ball 17, for example, an iron ball or a lead ball may be used. However, since iron and lead have a higher specific gravity than glass, it is necessary to make the diameter considerably smaller than the glass sphere or lower the drop starting height.
For example, the semiconductor wafer 14 whose breakdown strength is to be measured
However, glass balls are used for compound semiconductor wafers that are relatively easy to break, and iron balls or lead balls are used for silicon wafers that are relatively hard to break. You may use them properly. In this case, as a parameter reflecting the potential energy of the sphere, for example, a value obtained by multiplying the drop height H by the mass M of the sphere to be used may be used as an index for evaluating the breaking strength.

【0035】さて、本発明者等は、図9に示す上記の破
壊強度評価装置10を発明し、主裏面にラッピング加工
を施した様々な化合物半導体エピタキシャルウェーハに
ついて、その割れ易さの測定を行った。その結果、ラッ
ピング加工に用いた砥粒の粒度により割れ易さが異なる
ことを見出した。すなわち、砥粒の粒度が小さいほど割
れ易く、反対に砥粒の粒度が大きいほどウェーハは割れ
難いことがわかった。
The inventors of the present invention have invented the above-described fracture strength evaluation apparatus 10 shown in FIG. 9, and have measured the easiness of cracking of various compound semiconductor epitaxial wafers whose main and back surfaces have been lapped. Was. As a result, they found that the easiness of cracking differs depending on the grain size of the abrasive grains used in the lapping process. That is, it was found that the smaller the grain size of the abrasive grains, the easier the crack was, and conversely, the larger the grain size of the abrasive grains, the harder the wafer was to crack.

【0036】より具体的には、粒度#2000以上#3
000以下のGC砥粒を用いて化合物半導体エピタキシ
ャルウェーハの主裏面側をラッピングしたものは、割れ
難かった。これに対し、粒度#240以上#1500以
下のGC砥粒を用いた場合は、非常に割れ易かった。粒
度#4000以上のGC砥粒を用いた場合は、ラッピン
グ速度が非常に遅く、製造に適さないことがわかった。
More specifically, a particle size of # 2000 or more and # 3
When the main back surface of the compound semiconductor epitaxial wafer was lapped using GC abrasive grains of 000 or less, cracking was difficult. On the other hand, when the GC abrasive grains having a grain size of # 240 or more and # 1500 or less were used, it was very easy to break. When GC abrasives having a particle size of # 4000 or more were used, it was found that the lapping speed was extremely slow, which was not suitable for production.

【0037】また、粒度#1200以上#2000以下
の人造エメリー研磨材(FO砥粒)を用いて化合物半導
体エピタキシャルウェーハの主裏面側をラッピングした
ものは、割れ難かった。これに対し、粒度#240以上
#1000以下のFO砥粒を用いた場合は、非常に割れ
易かった。粒度#3000以上のFO砥粒を用いた場合
は、ラッピング速度が非常に遅く、製造に適さない。こ
こでFO砥粒とは、褐色アルミナ質砥粒とジルコン質砥
粒が混合された複合人造エメリー(emery)である。
The main back surface of the compound semiconductor epitaxial wafer wrapped with an artificial emery abrasive (FO abrasive) having a grain size of # 1200 or more and # 2000 or less was hard to crack. On the other hand, when FO abrasive grains having a grain size of # 240 or more and # 1000 or less were used, they were very easily broken. When FO abrasive grains having a particle size of # 3000 or more are used, the lapping speed is extremely low, and thus the lapping rate is not suitable for production. Here, the FO abrasive is a composite artificial emery in which brown alumina-based abrasive and zircon-based abrasive are mixed.

【0038】さらに調査を進め、化合物半導体エピタキ
シャルウェーハについて、ラッピング加工を施した面
(ラッピング面)を走査型電子顕微鏡(SEM)で拡大
して観察すると、例えば図8に示すように、劈開面に沿
って結晶が小さく亀裂して生じた、長さ5μm以下の小
さなヒビ(以下、「マイクロクラック」という。)があ
ることが判った。
Further investigation was carried out. With respect to the compound semiconductor epitaxial wafer, when the lapping surface (lapping surface) was enlarged and observed with a scanning electron microscope (SEM), for example, as shown in FIG. It was found that there were small cracks (hereinafter referred to as “microcracks”) having a length of 5 μm or less, which were generated by small cracks along the crystal.

【0039】なお、以下の説明においては、ミラー指数
を用いて結晶面を(hkl)、結晶軸を[hkl]のよ
うに表示するが、ミラー指数の表示法においては、下記
数1の及びのように、負の指数を表す負号は指数の
上に付けるのが一般的である。
In the following description, the crystal plane is expressed as (hkl) and the crystal axis is expressed as [hkl] using the Miller index. As described above, a negative sign indicating a negative exponent is generally put on the exponent.

【0040】[0040]

【数1】 (Equation 1)

【0041】ただし、本明細書では、上記の及び
を、便宜的に以下の’及び’のように表すものとす
る。 (h-kl)‥‥‥’ [h-kl]‥‥‥’
However, in the present specification, the above and are conveniently expressed as 'and' below. (H-kl) ‥‥‥ '[h-kl] ‥‥‥'

【0042】図6に、面方位(111)の化合物半導体
エピタキシャルウェーハのラッピング面(主裏面)14
bの面状態を概念的に示す。マイクロクラックMCは、
劈開面である(1-10)面、(01-1)面、(-10
1)面に沿って、それぞれ120°の角度をなして3方
向に発生する。劈開とは、結晶がある一定の方向に容易
に割れて、平滑な面すなわち劈開面を作ることをいう。
GaPやGaAs等のように、III−V族化合物半導体
単結晶で閃亜鉛鉱型構造の場合には、劈開面が{11
0}面となる。
FIG. 6 shows a lapping surface (main back surface) 14 of a compound semiconductor epitaxial wafer having a plane orientation (111).
The surface state of b is conceptually shown. Micro crack MC is
(1-10), (01-1), and (-10)
1) It occurs in three directions along the plane, each at an angle of 120 °. Cleavage means that a crystal is easily broken in a certain direction to form a smooth surface, that is, a cleavage surface.
In the case of a group III-V compound semiconductor single crystal and a zinc-blende structure such as GaP or GaAs, the cleavage plane is {11}.
0 ° plane.

【0043】そして、本発明者らの検討によれば、化合
物半導体エピタキシャルウェーハ14の割れ易さは、主
裏面の劈開面に沿って発生しているマイクロクラックM
Cの長さの影響を受け、該マイクロクラックMCの平均
長さが1μm以下である場合に、割れの発生率が大幅に
低減されることが判った。すなわち、ラッピング加工時
に発生するマイクロクラックMCの長さは、使用する砥
粒の粒度に左右され、粒度#2000以上#3000以
下のGC砥粒、あるいは粒度#1200以上#2000
以下のFO砥粒を用いる場合は、マイクロクラックMC
の平均長さを1μm以下に抑制することが可能となり、
結果として衝撃等の外力が加わった場合でも、割れ等の
発生を極めて効果的に抑制することができるのである。
これに対して、粒度#240以上#1500以下のGC
砥粒、あるいは粒度#240以上#1000以下のFO
砥粒を用いると、マイクロクラックMCの平均長さは1
μmを超え、エピタキシャルウェーハ14は割れ易くな
る。
According to the study of the present inventors, the susceptibility of the compound semiconductor epitaxial wafer 14 to cracking is determined by the micro crack M generated along the cleavage plane on the main back surface.
Under the influence of the length of C, it was found that when the average length of the microcracks MC was 1 μm or less, the incidence of cracks was significantly reduced. That is, the length of the microcracks MC generated during the lapping process depends on the grain size of the abrasive grain used, and is a GC abrasive grain having a grain size of # 2000 to # 3000 or a grain size of # 1200 to # 2000.
When using the following FO abrasive grains, use micro crack MC
Can be suppressed to 1 μm or less,
As a result, even when an external force such as an impact is applied, the occurrence of cracks and the like can be extremely effectively suppressed.
On the other hand, a GC with a particle size of # 240 or more and # 1500 or less
Abrasive grains or FO with a grain size of # 240 or more and # 1000 or less
When abrasive grains are used, the average length of the micro crack MC is 1
When the thickness exceeds μm, the epitaxial wafer 14 is easily broken.

【0044】以上、GaP系化合物半導体エピタキシャ
ルウェーハをラッピング加工する場合について説明した
が、GaAs系化合物半導体エピタキシャルウェーハに
ついても適用が可能である。また、シリコンウェーハに
ついても、本発明の破壊強度測定装置を用いた割れ易さ
の測定が、同様に適用できる。
The case of lapping a GaP-based compound semiconductor epitaxial wafer has been described above, but the present invention is also applicable to a GaAs-based compound semiconductor epitaxial wafer. Also for silicon wafers, measurement of the easiness of cracking using the fracture strength measuring apparatus of the present invention can be similarly applied.

【0045】[0045]

【実施例】(実施例1)直径60mm、厚さ200μ
m、オフアングル±1°以内で略(111)の面方位を
有するn型GaP単結晶基板の主表面上に、厚さ100
μmのn型GaPエピタキシャル層と厚さ20μmのp
型GaPエピタキシャル層とを液相成長して、全厚32
0μmのp−n接合を有するGaPエピタキシャルウェ
ーハを作製した。次に、粒度#3000のGC砥粒を用
いて、前記GaPエピタキシャルウェーハの主裏面側す
なわち基板側を60μmだけラッピング加工により除去
し、ウェーハの厚さを260μmとした。これを実施例
品として、ラッピング加工により発生したマイクロクラ
ックの長さにつき、倍率3000倍のSEMで測定した
結果を図10に示し、図9の破壊強度評価装置10を用
いて破壊試験を行った結果を図11に示す。また、図7
は、そのSEM観察像の一例を示す。
(Example 1) A diameter of 60 mm and a thickness of 200 μm
m, a thickness of 100 on the main surface of an n-type GaP single crystal substrate having an (111) plane orientation within an off angle of ± 1 °.
μm n-type GaP epitaxial layer and 20 μm thick p
-Type GaP epitaxial layer and liquid phase growth to a total thickness of 32
A GaP epitaxial wafer having a 0 μm pn junction was manufactured. Next, the main back surface side, that is, the substrate side of the GaP epitaxial wafer was removed by lapping by 60 μm using GC abrasive grains having a grain size of # 3000, and the thickness of the wafer was set to 260 μm. Using this as an example, the results of measuring the length of microcracks generated by lapping with a SEM at a magnification of 3000 times are shown in FIG. 10, and a destruction test was performed using the destruction strength evaluation apparatus 10 of FIG. The results are shown in FIG. FIG.
Shows an example of the SEM observation image.

【0046】すなわち、粒度#3000のGC砥粒を用
いた場合は、図10に示すように、マイクロクラックの
長さは平均0.61μm、最大1.58μmであり、そ
の全てが2μm以下である。また、図11に示すよう
に、エピタキシャルウェーハの割れ易さを前述の破壊高
さHで示すと、その平均値が196mm、最小値が17
0mmとなった。
That is, when GC abrasive grains having a grain size of # 3000 are used, as shown in FIG. 10, the average length of the microcracks is 0.61 μm and the maximum is 1.58 μm, and all of them are 2 μm or less. . Further, as shown in FIG. 11, when the easiness of cracking of the epitaxial wafer is represented by the above-mentioned breaking height H, the average value is 196 mm and the minimum value is 17
0 mm.

【0047】一方、比較例として、粒度#1200のG
C砥粒を用いた以外は、実施例2と同じ条件でラッピン
グ加工したエピタキシャルウェーハ14についても同様
の評価を行った。ラッピング加工により発生したマイク
ロクラックの長さについて測定した結果を図12に示
し、図9の破壊強度評価装置10を用いて破壊試験を行
った結果を図13に示す。また、SEM観察像の一例を
図8に示す。粒度#1200のGC砥粒を用いた場合
は、図12に示すように、マイクロクラックの長さは平
均1.04μm、最大3.75μmであり、長さが2μ
m以上のマイクロクラックがしばしば観察された(図8
のSEM観察像を、実施例品の図7のSEM観察像と比
較すると、平均的なマイクロクラックの長さが明らかに
長くなっていることがわかる)。また、図13に示すよ
うに、エピタキシャルウェーハの割れ易さを破壊高さで
示すと、平均値が143mm、最小値が120mmであ
り、実施例の結果と比較すると非常に割れ易くなってい
ることもわかる。
On the other hand, as a comparative example, G of particle size # 1200
The same evaluation was performed on the epitaxial wafer 14 lapped under the same conditions as in Example 2 except that C abrasive grains were used. FIG. 12 shows the result of measuring the length of the microcrack generated by the lapping process, and FIG. 13 shows the result of performing a destructive test using the fracture strength evaluation device 10 of FIG. FIG. 8 shows an example of the SEM observation image. In the case of using a GC abrasive having a grain size of # 1200, as shown in FIG. 12, the average length of the microcracks was 1.04 μm, the maximum was 3.75 μm, and the length was 2 μm.
m or more microcracks were often observed (FIG. 8).
When the SEM observation image of Example 1 is compared with the SEM observation image of FIG. 7 of the example product, it can be seen that the average microcrack length is clearly longer.) In addition, as shown in FIG. 13, when the easiness of cracking of the epitaxial wafer is represented by the breaking height, the average value is 143 mm and the minimum value is 120 mm, which indicates that the wafer is very susceptible to cracking as compared with the result of the example. I understand.

【0048】(実施例2)実施例1と同様にして、p−
n接合を有する全厚320μmのGaPエピタキシャル
ウェーハを作製した。次に、各種粒度のGC砥粒を用い
て、前記GaPエピタキシャルウェーハの主裏面側すを
わち基板側を60μmだけラッピング加工により除去
し、ウェーハの厚さを260μmとした。そして、実施
例1と全く同様にして、ラッピング加工により発生した
マイクロクラックの長さ測定と、破壊試験とをそれぞれ
のウェーハについて行った。なお、各砥粒条件とも、試
験品数はそれぞれ10であり、マイクロクラック長さ及
び破壊高さHの平均値をそれぞれ算出している。以上の
結果を表1に示し、また、破壊高さHをマイクロクラッ
ク長さに対してプロットしたグラフを図14に示す。な
お、マイクロクラック長さが0に対応するデータは、ラ
ッピング加工後に、表面のマイクロクラックが略消滅す
るまで化学的機械的研磨を施した、発明外品に関するも
のである(表中、「ポリッシュ」と記したデータ)。
(Example 2) In the same manner as in Example 1, p-
A 320 μm-thick GaP epitaxial wafer having an n-junction was fabricated. Next, the main back surface of the GaP epitaxial wafer, that is, the substrate side, was removed by lapping by 60 μm using GC abrasive grains of various particle sizes, and the thickness of the wafer was set to 260 μm. Then, in exactly the same manner as in Example 1, the measurement of the length of the microcracks generated by the lapping and the destruction test were performed on each wafer. In each abrasive grain condition, the number of test pieces was 10, and the average values of the microcrack length and the breaking height H were calculated. The above results are shown in Table 1, and a graph in which the fracture height H is plotted against the microcrack length is shown in FIG. The data corresponding to a microcrack length of 0 relates to an uninvented product which was subjected to chemical mechanical polishing after lapping until the microcracks on the surface almost disappeared ("Polish" in the table). Data).

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】この結果によると、マイクロクラックの平
均長さが2μmを超える場合は、破壊高さHは50mm
程度と低いが、マイクロクラックの平均長さが1μm以
下(特に0.6μm以下)では、破壊高さHは150〜
200μmと、マイクロクラックの平均長さが2μmを
超える場合の3〜4倍にも増加している。すなわち、ラ
ッピング面上で発生しているマイクロクラックの平均長
さが特に1μm以下となることで、エピタキシャルウェ
ーハの耐衝撃性が顕著に向上し、割れが生じにくくなる
ことがわかる。
According to the results, when the average length of the microcracks exceeds 2 μm, the breaking height H is 50 mm.
When the average length of the microcracks is 1 μm or less (especially 0.6 μm or less), the breaking height H is 150 to
It is 200 μm, which is three to four times as large as when the average length of microcracks exceeds 2 μm. In other words, it can be seen that when the average length of the microcracks generated on the lapping surface is particularly 1 μm or less, the impact resistance of the epitaxial wafer is remarkably improved, and cracks are less likely to occur.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】液相成長法により化合物半導体単結晶基板上に
エピタキシャル層を形成する工程を説明する図。
FIG. 1 is a diagram illustrating a process of forming an epitaxial layer on a compound semiconductor single crystal substrate by a liquid phase growth method.

【図2】ラッピング加工装置の一例を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a lapping apparatus.

【図3】化合物半導体エピタキシャルウェーハの主裏面
をラッピング加工する工程を説明する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a process of lapping the main back surface of the compound semiconductor epitaxial wafer.

【図4】発光ダイオード製造のため、化合物半導体エピ
タキシャルウェーハに電極形成する工程を説明する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a process of forming electrodes on a compound semiconductor epitaxial wafer for manufacturing a light emitting diode.

【図5】図4の化合物半導体エピタキシャルウェーハか
ら得られる発光ダイオードのチップを模式的に示す図。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a light emitting diode chip obtained from the compound semiconductor epitaxial wafer of FIG. 4;

【図6】面方位(111)の化合物半導体エピタキシャ
ルウェーハのラッピング面の面状態を概念的に示す図。
FIG. 6 is a view conceptually showing a surface state of a lapping surface of a compound semiconductor epitaxial wafer having a plane orientation of (111).

【図7】粒度#3000のGC砥粒を用いて研磨した、
実施例品のGaPエピタキシャルウェーハのラッピング
面を示すSEM観察画像。
FIG. 7 is polished using a GC abrasive having a particle size of # 3000;
SEM observation image showing the lapping surface of the GaP epitaxial wafer of the example product.

【図8】粒度#1200のGC砥粒を用いて研磨した、
比較例品のGaPエピタキシャルウェーハのラッピング
面を示すSEM観察画像。
FIG. 8 is polished using a GC abrasive having a particle size of # 1200,
SEM observation image showing a lapping surface of a GaP epitaxial wafer of a comparative example product.

【図9】本発明の半導体ウェーハの破壊強度評価装置の
一例を示す側面模式図。
FIG. 9 is a schematic side view showing an example of the semiconductor wafer breaking strength evaluation apparatus of the present invention.

【図10】実施例1における、実施例品のGaPエピタ
キシャルウェーハのマイクロクラック長さの測定結果を
示すヒストグラム。
FIG. 10 is a histogram showing the results of measuring the microcrack length of the GaP epitaxial wafer of the example in Example 1.

【図11】同じく、破壊高さの測定結果を示すヒストグ
ラム。
FIG. 11 is a histogram showing the measurement results of the breaking height.

【図12】実施例1における、比較例品のGaPエピタ
キシャルウェーハのマイクロクラック長さの測定結果を
示すヒストグラム。
FIG. 12 is a histogram showing a measurement result of a microcrack length of a GaP epitaxial wafer of a comparative example in Example 1.

【図13】同じく、破壊高さの測定結果を示すヒストグ
ラム。
FIG. 13 is a histogram showing the results of measuring the breaking height.

【図14】実施例2の結果を、破壊高さとマイクロクラ
ック長さとの関係にてプロットしたグラフ。
FIG. 14 is a graph in which the results of Example 2 are plotted in relation to the fracture height and the microcrack length.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体ウェーハの破壊強度評価装置 13 マット(半導体ウェーハ保持具) 16 投入管 17 ガラス球(球体) 19 落下高さ調整ねじ(落下開始位置調整具) 20 ダイヤルゲージ(落下高さ測定具) 14 化合物半導体エピタキシャルウェーハ(半導体ウ
ェーハ) 14a 主表面 14b 主裏面(ラッピング面) PG 砥粒 MC マイクロクラック(ヒビ) 51 化合物半導体単結晶基板 55〜57 エピタキシャル層 60,61 電極 64 チップ
REFERENCE SIGNS LIST 10 Breakdown strength evaluation device for semiconductor wafer 13 Mat (semiconductor wafer holder) 16 Input tube 17 Glass ball (sphere) 19 Drop height adjusting screw (drop start position adjuster) 20 Dial gauge (drop height measuring device) 14 Compound Semiconductor epitaxial wafer (semiconductor wafer) 14a Main surface 14b Main back surface (lapping surface) PG abrasive grain MC Micro crack (crack) 51 Compound semiconductor single crystal substrate 55-57 Epitaxial layer 60,61 Electrode 64 chip

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 33/00 H01L 33/00 B Fターム(参考) 2G061 AA14 BA03 CB16 DA01 EA10 3C058 AA07 BA02 BA09 CB02 CB10 DA02 DA17 4G077 AA03 BE43 CG01 ED02 FG11 HA02 4M106 AA01 AB09 BA11 CA46 CA70 DH01 DH11 DJ05 DJ32 5F041 AA46 CA23 CA37 CA63 CA77──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 33/00 H01L 33/00 BF Term (Reference) 2G061 AA14 BA03 CB16 DA01 EA10 3C058 AA07 BA02 BA09 CB02 CB10 DA02 DA17 4G077 AA03 BE43 CG01 ED02 FG11 HA02 4M106 AA01 AB09 BA11 CA46 CA70 DH01 DH11 DJ05 DJ32 5F041 AA46 CA23 CA37 CA63 CA77

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ラッピング加工された面であるラッピン
グ面を有する半導体ウェーハにおいて、前記ラッピング
面上で劈開面に沿って発生しているヒビの平均長さが1
μm以下であることを特徴とする半導体ウェーハ。
1. In a semiconductor wafer having a lapping surface which is a lapping surface, an average length of cracks generated along a cleavage plane on the lapping surface is one.
A semiconductor wafer having a size of not more than μm.
【請求項2】 前記半導体ウェーハは、面方位が略(1
11)の主表面を有するIII−V族化合物半導体エピタキ
シャルウェーハである請求項1記載の半導体ウェーハ。
2. The semiconductor wafer according to claim 1, wherein the plane orientation is substantially (1).
The semiconductor wafer according to claim 1, which is a group III-V compound semiconductor epitaxial wafer having the main surface of item 11).
【請求項3】 前記半導体ウェーハは、主表面側にエピ
タキシャル層が形成される一方、主裏面が前記ラッピン
グ面とされている請求項2記載の半導体ウェーハ。
3. The semiconductor wafer according to claim 2, wherein an epitaxial layer is formed on a main surface side of the semiconductor wafer, and a main back surface is the lapping surface.
【請求項4】 前記半導体ウェーハは、燐化ガリウム単
結晶基板上にエピタキシャル層を形成したものである請
求項2又は3に記載の半導体ウェーハ。
4. The semiconductor wafer according to claim 2, wherein said semiconductor wafer has an epitaxial layer formed on a gallium phosphide single crystal substrate.
【請求項5】 前記ラッピング面は、粒度#2000以
上#3000以下の緑色炭化珪素系微粉研磨材を用いて
加工されたものである請求項1ないし4のいずれかに記
載の半導体ウェーハ。
5. The semiconductor wafer according to claim 1, wherein the lapping surface is processed using a green silicon carbide based fine abrasive having a grain size of # 2000 or more and # 3000 or less.
【請求項6】 前記ラッピング面は、粒度#1200以
上#2000以下の人造エメリー研磨材を用いて加工さ
れたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記
載の半導体ウェーハ。
6. The semiconductor wafer according to claim 1, wherein the lapping surface is processed using an artificial emery abrasive having a grain size of # 1200 or more and # 2000 or less.
【請求項7】 化合物半導体単結晶基板の主表面上にエ
ピタキシャル層を成長するエピタキシャル層成長工程
と、化合物半導体単結最基板の主裏面を粒度#2000
以上#3000以下の緑色炭化珪素系微粉研磨材を用い
てラッピング加工する工程と、電極を形成する電極形成
工程とをこの順に行うことを特徴とする発光ダイオード
の製造方法。
7. An epitaxial layer growing step of growing an epitaxial layer on a main surface of a compound semiconductor single crystal substrate, and a step of graining the main back surface of the compound semiconductor single crystal substrate to a particle size of # 2000.
A method for manufacturing a light emitting diode, comprising: performing a lapping process using a green silicon carbide-based fine abrasive of # 3000 or less and an electrode forming process of forming an electrode in this order.
【請求項8】 化合物半導体単結晶基板の主表面上にエ
ピタキシャル層を成長するエピタキシャル層成長工程
と、化合物半導体単結晶基板の主裏面を粒度#1200
以上#2000以下の人造エメリー研磨材を用いてラッ
ピングするラッピング加工工程と、電極を形成する電極
形成工程とをこの順に行うことを特徴とする発光ダイオ
ードの製造方法。
8. An epitaxial layer growing step of growing an epitaxial layer on a main surface of a compound semiconductor single crystal substrate, and a step of forming a main back surface of the compound semiconductor single crystal substrate with a grain size of # 1200.
A method for manufacturing a light-emitting diode, comprising: performing a lapping step of lapping using an artificial emery abrasive material of # 2000 or less and an electrode forming step of forming an electrode in this order.
【請求項9】 前記ラッピング加工工程により、ラッピ
ング面上で劈開面に沿って発生するヒビの平均長さは、
1μm以下である請求項7又は8に発光ダイオードの製
造方法。
9. An average length of a crack generated along a cleavage plane on a lapping surface by the lapping process is as follows:
9. The method for manufacturing a light emitting diode according to claim 7, wherein the thickness is 1 μm or less.
【請求項10】 前記化合物半導体単結晶基板は、面方
位が略(111)の主表面を有するIII−V族化合物半導
体単結晶基板である請求項7ないし9のいずれかに記載
の発光ダイオードの製造方法。
10. The light emitting diode according to claim 7, wherein the compound semiconductor single crystal substrate is a group III-V compound semiconductor single crystal substrate having a main surface having a plane orientation of substantially (111). Production method.
【請求項11】 前記化合物半導体単結晶基板は、燐化
ガリウム単結晶基板である講求項7ないし10のいずれ
かに記載の発光ダイオードの製造方法。
11. The method for manufacturing a light emitting diode according to claim 7, wherein said compound semiconductor single crystal substrate is a gallium phosphide single crystal substrate.
【請求項12】 半導体ウェーハの主面上に球体を自然
落下させ、前記半導体ウェーハに割れが生じる球体落下
開始位置により、該半導体ウェーハの割れ易さを評価す
ることを特徴とする半導体ウェーハの破壊強度評価方
法。
12. Destruction of a semiconductor wafer, wherein a sphere is naturally dropped on a main surface of a semiconductor wafer, and the fragility of the semiconductor wafer is evaluated based on a sphere drop start position at which the semiconductor wafer is cracked. Strength evaluation method.
【請求項13】 前記半導体ウェーハは劈開面を有する
III−V族化合物半導体単結晶であり、前記球体はガラス
球である請求項12記載の破壊強度測定方法。
13. The semiconductor wafer has a cleavage plane.
13. The method for measuring breaking strength according to claim 12, wherein the sphere is a group III-V compound semiconductor single crystal, and the sphere is a glass sphere.
【請求項14】 前記半導体ウェーハの片主面が上向き
となるように半導体ウェーハを保持し、その保持された
半導体ウェーハの上面に向けて球体を自然落下させると
ともに、前記球体の落下開始位置を調整する落下開始位
置調整具を備え、前記半導体ウェーハに割れが生じ始め
る球体落下開始位置により、該半導体ウェーハの割れ易
さを評価するようにしたことを特徴とする半導体ウェー
ハの破壊強度評価装置。
14. A semiconductor wafer is held so that one main surface of the semiconductor wafer faces upward, a sphere is naturally dropped toward an upper surface of the held semiconductor wafer, and a drop start position of the sphere is adjusted. A semiconductor wafer breaking strength evaluation apparatus, comprising: a falling start position adjuster for evaluating the degree of cracking of a semiconductor wafer based on a sphere falling start position at which cracking starts to occur in the semiconductor wafer.
【請求項15】 前記半導体ウェーハの第一主面側を保
持する、弾性材料にて構成された半導体ウェーハ保持具
と、 該半導体ウェーハ保持具上に保持される半導体ウェーハ
の上方に配置され、上側の開口部から球体が挿入される
とともに、その投入された球体をガイドしつつこれを下
側開口部から前記半導体ウェーハの第二主面に向けて自
然落下させる投入管と、 前記落下開始位置からの球体の落下高さを測定する落下
高さ測定具とを備えた請求項14記載の半導体ウェーハ
の破壊強度評価装置。
15. A semiconductor wafer holder made of an elastic material for holding a first main surface side of the semiconductor wafer, and disposed above the semiconductor wafer held on the semiconductor wafer holder. A sphere is inserted from the opening of the semiconductor wafer, and a guiding pipe for guiding the sphere into the natural opening of the semiconductor wafer from the lower opening toward the second main surface of the semiconductor wafer. The apparatus for evaluating the breaking strength of a semiconductor wafer according to claim 14, further comprising a fall height measuring tool for measuring a fall height of the sphere.
【請求項16】 前記半導体ウェーハ保持具はシリコー
ンゴムからなる講求項15記載の破壊強度評価装置。
16. The breaking strength evaluation apparatus according to claim 15, wherein said semiconductor wafer holder is made of silicone rubber.
【請求項17】 前記球体はガラス球であり、前記半導
体ウェーハはラッピング面を有する化合物半導体エピタ
キシャルウェーハである請求項15又は16に記載の破
壊強度評価装置。
17. The breaking strength evaluation apparatus according to claim 15, wherein the sphere is a glass sphere, and the semiconductor wafer is a compound semiconductor epitaxial wafer having a lapping surface.
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