JP2005333122A - 化合物半導体発光素子ウェハーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板上に多数の化合物半導体発光素子が分離帯域を介して規則的に且つ連続的に配列された化合物半導体発光素子ウェハーの表面(半導体側)および/または背面に保護膜を形成する工程、保護膜が形成された面の分離帯域にレーザー法でレーザー照射部にガスを噴きつけつつ割溝を形成する工程、および該保護膜の少なくとも一部を除去する工程をこの順序で含むことを特徴とする化合物半導体発光素子ウェハーの製造方法。
【選択図】図2
Description
(1)基板上に多数の化合物半導体発光素子が分離帯域を介して規則的に且つ連続的に配列された化合物半導体発光素子ウェハーの表面(半導体側)および/または背面に保護膜を形成する工程、保護膜が形成された面の分離帯域にレーザー法でレーザー照射部にガスを噴きつけつつ割溝を形成する工程、該保護膜の少なくとも一部を除去する工程をこの順序で含むことを特徴とする化合物半導体発光素子ウェハーの製造方法。
(6)割溝を形成する工程の前または後に、基板を薄板化する工程をさらに有することを特徴とする上記1〜5項のいずれか一項に記載の製造方法。
窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子を以下のとおり作製した。
サファイア基板上にAlNからなるバッファ層を介してアンドープGaNからなる厚さ2μmの下地層、Siドープ(濃度1×1019/cm3)GaNからなる厚さ2μmのnコンタクト層、Siドープ(濃度1×1018/cm3)In0.1Ga0.9Nからなる厚さ12.5nmのnクラッド層、GaNからなる厚さ16nmの障壁層とIn0.2Ga0.8Nからなる厚さ2.5nmの井戸層を交互に5回積層させた後、最後に障壁層を設けた多重量子井戸構造の発光層、Mgドープ(濃度1×1020/cm3)Al0.07Ga0.93Nからなる厚さ2.5nmのpクラッド層およびMgドープ(濃度8×1019/cm3)GaNからなる厚さ0.15μmのpコンタクト層を順次積層して化合物半導体積層物とした。
保護膜を形成しないことを除いて、実施例1と同様にチップ状の化合物半導体発光素子を作製した。得られた発光素子の表面を目視観察したところ、素子の周辺部に汚れがかなり付着していた。その結果、得られた発光素子の光取り出し効率は悪く、電流20mAでの発光出力は4.5mWであった。
レーザー加工部に窒素ガスの噴きつけと吸引を行なわないことを除いて、実施例1と同様にチップ状の化合物半導体発光素子を作製した。得られた発光素子の側面を顕微鏡観察したところ、割溝側面に溶融物が付着していた。その結果、得られた発光素子の光取り出し効率は悪く、電流20mAでの発光出力は4.8mWであった。
溝部の形状および保護膜の形成ならびに除去工程を下記のとおりとした以外は、実施例1と同様に化合物半導体発光素子ウェハーを作製した。溝部は幅を12μm、深さを1μmおよびピッチを350μmとした。保護膜はスパッタリングにより厚さ1μmの酸化珪素絶縁膜を形成した。割溝形成後の保護膜の除去は、化合物半導体ウェハーの表面をエッチングマスクで被覆し、溝部以外のエッチングマスクを除去して開口部を形成した後、エッチングすることにより行なった。したがって、溝部には酸化珪素絶縁膜が残された。
窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子を以下のとおり作製した。
サファイア基板上にAlNからなるバッファ層を介してアンドープGaNからなる厚さ8μmの下地層、Siドープ(濃度1×1019/cm3)GaNからなる厚さ2μmのnコンタクト層、Siドープ(濃度1×1018/cm3)In0.1Ga0.9Nからなる厚さ12.5nmのnクラッド層、GaNからなる厚さ16nmの障壁層とIn0.2Ga0.8Nからなる厚さ2.5nmの井戸層を交互に5回積層させた後、最後に障壁層を設けた多重量子井戸構造の発光層、Mgドープ(濃度1×1020/cm3)Al0.07Ga0.93Nからなる厚さ2.5nmのpクラッド層およびMgドープ(濃度8×1019/cm3)GaNからなる厚さ0.15μmのpコンタクト層を順次積層して化合物半導体積層物とした。
化合物半導体発光素子ウェハーのサファイア基板背面側をラッピングおよびポリッシングする工程をレーザー加工後としたことを除いて、実施例3と同様にチップ状の化合物半導体発光素子を作製した。その結果、350μm角のチップを多数得た。外形不良の無いものを取り出したところ、歩留まりは90%であった。さらに逆耐電圧特性不良なものを除去したところ、歩留まりは89%であった。また、電流20mAでの発光出力は5.3mWであった。
2 n型半導体層
3 発光層
4 p型半導体層
5 正極
10 発光素子
20 分離帯域
30 負極形成面
40 溝部
50 割溝
Claims (17)
- 基板上に多数の化合物半導体発光素子が分離帯域を介して規則的に且つ連続的に配列された化合物半導体発光素子ウェハーの表面(半導体側)および/または背面に保護膜を形成する工程、保護膜が形成された面の分離帯域にレーザー法でレーザー照射部にガスを噴きつけつつ割溝を形成する工程、該保護膜の少なくとも一部を除去する工程をこの順序で含むことを特徴とする化合物半導体発光素子ウェハーの製造方法。
- レーザー照射部に噴きつけられたガスを吸引ダクトにより吸引することを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 化合物半導体が窒化ガリウム系化合物半導体であることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。
- ウェハー表面の分離帯域に溝部を形成する工程を保護膜形成工程の前にさらに有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 溝部をエッチング法により形成することを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
- 割溝を形成する工程の前または後に、基板を薄板化する工程をさらに有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 基板を薄板化する工程を、割溝を形成する工程の後に有することを特徴とする請求項6に記載の製造方法。
- 保護膜がレジスト、透明樹脂、ガラス、金属、絶縁膜から選ばれた少なくとも1つであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の製造方法。
- レーザーの焦点を保護膜の表面に合わせることを特徴する請求項1〜8のいずれか一項に記載の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の製造方法から製造された化合物半導体発光素子ウェハー。
- 割溝の断面形状がV字またはU字型であることを特徴とする請求項10に記載のウェハー。
- 溝部に形成された保護膜が除去されていないことを特徴とする請求項10または11に記載のウェハー。
- 保護膜が透明な絶縁膜であること特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載のウェハー。
- 溝部の底面と負極形成面が同一平面上にあることを特徴とする請求項10〜13のいずれか一項に記載のウェハー。
- 請求項10〜14のいずれか一項に記載のウェハーから製造された発光素子であって、少なくとも素子の表面および背面(基板面)にアルミニウム、炭素、珪素、塩素および酸素の少なくとも1成分を含む汚れが実質的にないことを特徴とする化合物半導体発光素子。
- 基板がサファイア、SiCおよび窒化物半導体単結晶からなる群から選ばれることを特徴とする請求項15に記載の化合物半導体発光素子。
- 基板がサファイアであることを特徴とする請求項16に記載の化合物半導体発光素子。
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