JP2007318168A - Semiconductor device - Google Patents

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Shusaku Maeda
修作 前田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device, which of uniformly forms a parting plane with a flat surface and produces fewer poor conduction electrodes and resin liftings when dividing a substrate of the semiconductor device including gallium. <P>SOLUTION: A method of manufacturing a semiconductor device comprises processes of: forming a groove by radiating a laser beam 6 to make a boundary of each substrate on a substrate 1, on which an n-type semiconductor layer 2 and p-type semiconductor layer 3 are formed using gallium; immersing the substrate 1 into an acid liquid (hydrochloric acid) 7; and taking the substrate 1 out of the hydrochloric acid 7 to divide into each substrate from the boundary where the groove is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ光線にて半導体層と基板の少なくとも一方にガリウムを含む半導体層を形成した基板を切断する半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a substrate having a semiconductor layer containing gallium formed on at least one of a semiconductor layer and a substrate is cut with a laser beam.

ガリウムを用いた半導体装置の一例である発光素子を製造する場合、基板となるウェハに回路を形成し、縦列および横列に基板をそれぞれ分割して発光素子とする必要がある。   In the case of manufacturing a light-emitting element which is an example of a semiconductor device using gallium, it is necessary to form a circuit on a wafer to be a substrate and divide the substrate into columns and rows to form the light-emitting elements.

図5に従来のガリウムを含む半導体層を形成した基板を用いた半導体装置の一例である発光素子の製造方法を説明する。   FIG. 5 illustrates a method for manufacturing a light-emitting element, which is an example of a semiconductor device using a substrate on which a conventional semiconductor layer containing gallium is formed.

基板1はサファイヤで形成され、基板1上にMOCVDエピタキシャル成長により窒化ガリウムからなるn型半導体層2およびp型半導体層3が形成されており、RIE(リアクティブ イオン エッチング)にて、p型半導体層3の一部を除去しn型半導体層2を露出させ、露出させたn型半導体層2とp型半導体層3上に、n型電極4とp型電極5を形成する(同図(a))。   A substrate 1 is formed of sapphire, and an n-type semiconductor layer 2 and a p-type semiconductor layer 3 made of gallium nitride are formed on the substrate 1 by MOCVD epitaxial growth. A p-type semiconductor layer is formed by RIE (reactive ion etching). 3 is removed to expose the n-type semiconductor layer 2, and an n-type electrode 4 and a p-type electrode 5 are formed on the exposed n-type semiconductor layer 2 and p-type semiconductor layer 3 (FIG. )).

基板1にダイシングソー(図示せず)にて溝10を形成し(同図(b))、その溝10から分割して個々の基板1とする(同図(c))。   Grooves 10 are formed on the substrate 1 with a dicing saw (not shown) (FIG. 2B), and the substrate 10 is divided into individual substrates 1 (FIG. 1C).

ガリウムヒ素やガリウムリンなどを基板に使用した半導体装置では、分割を行う場合でも基板の硬度が高くないため、ダイシングソーなどで切断して分割していたが、サファイヤや窒化ガリウムを使用した基板では、その硬度が高いため、ダイシングソーのみで切断することは困難なため、ダイシングソーで分割箇所に溝を形成し、溝を境界として基板を分裂させるような方法を行っていた。   Semiconductor devices that use gallium arsenide, gallium phosphide, etc. for the substrate are not hard when the substrate is divided, so the substrate is cut by a dicing saw or the like, but for substrates using sapphire or gallium nitride, Because of its high hardness, it is difficult to cut with only a dicing saw. Therefore, a method has been used in which a groove is formed at a divided portion with a dicing saw and the substrate is divided at the groove as a boundary.

このような製造方法では、基板を形成するサファイヤや窒化ガリウムの硬度が高いため、溝の形成に時間がかかったり、使用するダイシングソーのブレードが高熱となったり、ブレードの摩耗が激しいため交換頻度が高くコスト高となったりしていた。また、基板の硬度が高いので深く溝が形成できず、浅い溝から割るように分割すると切断面が平面とならず、不均一な破断面となって割れてしまいやすい。図6は、不均一な破断面となった半導体装置の一例であり、同図(a)は全体図で、(b)はA部拡大図である。このように、切断面が不均一な破断面となると、隣接する半導体装置となる基板まで割れてしまうという問題があった。   In such a manufacturing method, since the hardness of sapphire and gallium nitride forming the substrate is high, it takes time to form the groove, the blade of the dicing saw to be used becomes hot, and the blade is heavily worn. The cost was high. Further, since the substrate has a high hardness, a deep groove cannot be formed, and if the substrate is divided so as to be divided from the shallow groove, the cut surface does not become a flat surface and is easily cracked due to an uneven fracture surface. FIG. 6 shows an example of a semiconductor device having a non-uniform fracture surface. FIG. 6A is an overall view, and FIG. As described above, when the cut surface has a non-uniform fracture surface, there is a problem that even a substrate that becomes an adjacent semiconductor device is broken.

この問題を解決するために、近年ではYAG(Yttrium Aluminum Garnet)などのレーザ光線を用いることにより、溝を形成することが提案されている。レーザ光線は、局所的に高温とすることができるので、深い溝を早く形成することができ、短い加工時間で半導体装置の基板を個々の部材に切断することが可能である。   In order to solve this problem, in recent years, it has been proposed to form a groove by using a laser beam such as YAG (Yttrium Aluminum Garnet). Since the laser beam can be locally heated, a deep groove can be formed quickly, and the substrate of the semiconductor device can be cut into individual members in a short processing time.

特許文献1においては、窒化物半導体装置の基板の一方の面からレーザ光線を縦列および横列に照射し、スクライブラインを形成した後に、ダイサーにて他方の面から、反対面に形成したスクライブラインに合わせて溝を形成し、窒化物半導体装置の基板を分割する技術が開示されている。   In Patent Document 1, laser beams are irradiated in columns and rows from one surface of a substrate of a nitride semiconductor device to form a scribe line, and then a scribe line formed on the opposite surface is formed from the other surface by a dicer. A technique is also disclosed in which a groove is formed and the substrate of the nitride semiconductor device is divided.

また、特許文献2においては、窒化物半導体装置の基板の一方の面からダイサーにより溝を形成した後に、レーザ光線にて溝に対して照射することで、更なる切断用の溝を形成し、その切断用溝から窒化物半導体装置の基板を分割する技術が開示されている。   Further, in Patent Document 2, after forming a groove with a dicer from one surface of the substrate of the nitride semiconductor device, a groove for further cutting is formed by irradiating the groove with a laser beam, A technique for dividing a substrate of a nitride semiconductor device from the cutting groove is disclosed.

また、特許文献3においては、半導体ウェハの半導体形成側の表面にレーザ照射して分割用溝を形成した後、半導体ウェハに液体窒素を接触させることにより、熱衝撃を与え、分割溝から熱応力で亀裂が生じ分割するという方法が開示されている。
特開平11−163403号公報(段落番号0038−0043,図1) 特開平11−177137号公報(段落番号0042−0045,図1) 特開2001−284292号公報(段落番号0027−0034,図1)
Further, in Patent Document 3, after forming a dividing groove by irradiating the surface of the semiconductor wafer on the semiconductor formation side with liquid nitrogen, the semiconductor wafer is brought into contact with liquid nitrogen to give a thermal shock, and thermal stress is applied from the dividing groove. Discloses a method in which a crack is generated and divided.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-163403 (paragraph numbers 0038-0043, FIG. 1) Japanese Patent Laid-Open No. 11-177137 (paragraph number 0042-0045, FIG. 1) JP 2001-284292 A (paragraph number 0027-0034, FIG. 1)

解決しようとする問題点は、基板を分割しようとする箇所にレーザ光線を照射し局部的に1000℃以上の高温にして、基板および基板に積層した半導体層に用いられるガリウムを含む化合物を昇華させて溝を形成するが、昇華したガリウムを含む化合物の一部は酸化ガリウム等のガリウム化合物(以下、ガリウム化合物と称す。)となり、基板や電極に付着してしまうことである。   The problem to be solved is to irradiate a portion of the substrate to be divided with a laser beam and locally raise the temperature to 1000 ° C. or higher to sublimate the substrate and the compound containing gallium used in the semiconductor layer laminated on the substrate. However, a part of the compound containing sublimated gallium becomes a gallium compound such as gallium oxide (hereinafter referred to as a gallium compound) and adheres to a substrate or an electrode.

このように、ガリウム化合物である付着物が基板に形成した電極に付着すると、この半導体装置の電極を用いて他の電極に接続した場合や、ワイヤーボンディングにて他の電極と接続した場合では、導通状態を低下させたり、ワイヤー接続強度を低下させたりするという問題が発生する。   Thus, when the deposit that is a gallium compound adheres to the electrode formed on the substrate, when connected to another electrode using the electrode of this semiconductor device, or when connected to another electrode by wire bonding, There arises a problem that the conduction state is lowered and the wire connection strength is lowered.

また、この付着物が基板上に付着し、そのまま樹脂封止を行った場合では、その基板と樹脂の間に隙間ができ、そこから水分が侵入したり、加熱すると付着物が界面の汚れとなって剥離が発生したりするという問題がある。   In addition, when this deposit adheres to the substrate and resin sealing is performed as it is, a gap is formed between the substrate and the resin, moisture enters from there, and if the deposit is heated, There is a problem that peeling occurs.

そこで本発明は、半導体層と基板の少なくとも一方にガリウムを含む半導体層を形成した基板を分割する際に、分割面が平面で均一に形成でき、電極の導通不良や樹脂剥離の発生が少ない半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a semiconductor in which when a substrate on which a semiconductor layer containing gallium is formed is divided into at least one of the semiconductor layer and the substrate, the dividing surface can be uniformly formed in a plane, and the occurrence of poor electrode conduction and resin peeling is small. An object is to provide a method for manufacturing a device.

本発明の半導体装置は、窒化ガリウムにて形成された基板に、n型半導体層およびp型半導体層が積層されてなる半導体装置において、前記半導体装置の側面が、前記基板の前記n型半導体層およびp型半導体層が積層された面側からレーザ照射により形成された溝を分割することで形成されたことを主要な特徴とする。   The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device in which an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are stacked on a substrate formed of gallium nitride, and the side surface of the semiconductor device is the n-type semiconductor layer of the substrate. And a p-type semiconductor layer formed by dividing a groove formed by laser irradiation from the side where the p-type semiconductor layer is laminated.

以上のように本発明の半導体装置の製造方法は、半導体層と基板の少なくとも一方にガリウムを含む半導体層を形成した基板にレーザを照射して分割して個々の基板とするための溝を形成し、溝を形成した基板を酸溶液に浸漬することで、レーザ照射の際に付着するガリウム化合物の付着物を除去することができる。   As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a substrate on which a semiconductor layer containing gallium is formed on at least one of a semiconductor layer and a substrate is irradiated with a laser to divide the substrate into individual substrates. Then, by immersing the substrate in which the grooves are formed in an acid solution, the deposits of the gallium compound adhering to the laser irradiation can be removed.

よって、個々の基板とした時に基板に形成した電極に、付着物が付くことがないので、基板に形成された電極の接続強度の低下が防止できる。また、基板を樹脂で封止する場合に、付着物を除去することにより、界面の汚れを取ることができるので、樹脂の剥離などが防止できる。   Therefore, since an adherent does not adhere to the electrode formed on the substrate when individual substrates are formed, it is possible to prevent a decrease in connection strength of the electrode formed on the substrate. In addition, when the substrate is sealed with a resin, it is possible to remove the contaminants from the interface by removing the adhering matter, so that the resin can be prevented from being peeled off.

また、半導体装置を発光素子とした場合に、発光面に付着したガリウム化合物を酸溶液で除去できるので、発光面から出射される光の輝度低下を防止することができる。   In addition, when the semiconductor device is a light emitting element, the gallium compound attached to the light emitting surface can be removed with an acid solution, so that a decrease in luminance of light emitted from the light emitting surface can be prevented.

本発明は、半導体層と基板の少なくとも一方にガリウムを含む半導体層を形成した基板を分割する際に、切断面が平面で均一となり、レーザ照射による分割をする際に付着する付着物を除去できる半導体装置を得るために、レーザ照射により分割する境界である溝を形成した基板を、酸溶液に浸漬することで、付着物を除去することを実現した。   According to the present invention, when a substrate on which a semiconductor layer containing gallium is formed on at least one of the semiconductor layer and the substrate is divided, the cut surface is uniform in a plane, and deposits attached when dividing by laser irradiation can be removed. In order to obtain a semiconductor device, it was possible to remove deposits by immersing a substrate on which grooves, which are boundaries to be divided by laser irradiation, were formed in an acid solution.

第1の発明は、半導体層と基板の少なくとも一方にガリウムを含む半導体層を形成した基板を、レーザ照射により分割する半導体装置の製造方法において、前記基板に対し分割する箇所にレーザ照射により溝を形成して個々の基板の境界とする工程と、前記基板を酸溶液に浸漬する工程と、前記基板を前記溝を形成した境界から個々の前記基板に分割する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法としたものであり、酸溶液に浸漬することで、レーザ照射により発生した付着物であるガリウム化合物を除去することができる。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which a substrate having a semiconductor layer containing gallium formed on at least one of a semiconductor layer and a substrate is divided by laser irradiation. Forming a boundary between individual substrates, immersing the substrate in an acid solution, and dividing the substrate into individual substrates from the boundary where the grooves are formed. This is a method for manufacturing a semiconductor device. By dipping in an acid solution, a gallium compound, which is a deposit generated by laser irradiation, can be removed.

第2の発明は、基板を酸溶液から取り出した後、前記溝を形成した境界から個々の前記基板に分割することを特徴とする半導体装置の製造方法としたものであり、酸溶液に浸漬することで、レーザ照射により発生した付着物であるガリウム化合物を除去することができる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the substrate is taken out from the acid solution and then divided into individual substrates from the boundary where the grooves are formed, and the substrate is immersed in the acid solution. Thereby, the gallium compound which is the deposit generated by the laser irradiation can be removed.

第3の発明は、基板を前記溝を形成した境界から個々の前記基板に分割した後、前記酸溶液に浸漬することを特徴とする半導体装置の製造方法としたものであり、個々の発光素子の間に隙間ができるため付着物であるガリウム化合物を効率的に除去することができる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the substrate is divided into individual substrates from the boundary where the grooves are formed, and then immersed in the acid solution. Since a gap is formed between them, the gallium compound that is a deposit can be efficiently removed.

第4の発明は、レーザ照射する箇所は、半導体層が形成された反対面から照射して溝を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法としたものであり、半導体層が形成された反対面からレーザ照射することで、半導体層への熱の影響を抑えることができる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a groove is formed by irradiating a laser-irradiated portion from an opposite surface on which a semiconductor layer is formed. By performing laser irradiation from the opposite surface, the influence of heat on the semiconductor layer can be suppressed.

第5の発明は、溝は、断面がV字状に形成されるようレーザ照射を斜め方向から照射することを特徴とする半導体装置の製造方法としたものであり、溝を略V字状とすることで、半導体層内部で発光した光が外部に取り出し易くなるため、輝度が向上する。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the groove is irradiated with laser irradiation from an oblique direction so that the cross section is formed in a V shape. By doing so, the light emitted inside the semiconductor layer can be easily extracted to the outside, so that the luminance is improved.

第6の発明は、レーザ照射する箇所は、半導体層が形成された面側から照射して前記溝を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法としたものであり、半導体層が形成された面側を目視で確認しながらレーザ照射することができ、容易に基板の分割箇所が確認できる。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the laser irradiation is performed from the surface side on which the semiconductor layer is formed to form the groove, and the semiconductor layer is formed. The laser irradiation can be performed while visually confirming the surface side, so that the divided part of the substrate can be easily confirmed.

第7の発明は、酸溶液は、塩酸または硝酸であることを特徴とする半導体装置の製造方法としたものであり、塩酸に浸漬した場合には、レーザ照射により発生したガリウム化合物が塩酸により塩化ガリウムとなり除去することができる。   A seventh invention is a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the acid solution is hydrochloric acid or nitric acid. When immersed in hydrochloric acid, the gallium compound generated by laser irradiation is salified with hydrochloric acid. It can be removed as gallium.

第8の発明は、半導体装置は発光素子であることを特徴とする半導体装置の製造方法としたものであり、発光素子の発光面に付着した付着物を除去することにより、輝度低下が防止できる。   An eighth invention is a method for manufacturing a semiconductor device characterized in that the semiconductor device is a light emitting element. By removing the adhering material adhering to the light emitting surface of the light emitting element, a decrease in luminance can be prevented. .

第9の発明は、溝は、基板の厚みの30%以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法としたものであり、溝を基板の厚みの30%以上とすることにより、基板を切断した際の分割面を、均一にすることができる。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the groove is 30% or more of the thickness of the substrate, and the substrate is formed by setting the groove to be 30% or more of the thickness of the substrate. The dividing surface when cut can be made uniform.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法によって得られる半導体装置の一例である発光素子について図1および図2に基づいて説明する。
(Embodiment 1)
A light-emitting element which is an example of a semiconductor device obtained by the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって得られた半導体装置の構成を説明する図である。図2は本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device obtained by a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

まず、図1に基づいて本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法によって得られる半導体装置の一例である発光素子の構成について説明する。   First, a configuration of a light-emitting element that is an example of a semiconductor device obtained by a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1に示すように、個々に切断された発光素子は、サファイヤあるいは窒化ガリウムにて形成した基板1に、窒化ガリウムにて形成したn型半導体層2が積層され、n型半導体層2に窒化ガリウムにて形成したp型半導体層3が積層されている。n型半導体層2の領域にn型電極4が形成され、p型半導体層3の領域にp型電極5が形成されている。   As shown in FIG. 1, each of the light-emitting elements cut individually includes a substrate 1 made of sapphire or gallium nitride, an n-type semiconductor layer 2 made of gallium nitride, and a nitrided n-type semiconductor layer 2. A p-type semiconductor layer 3 made of gallium is stacked. An n-type electrode 4 is formed in the region of the n-type semiconductor layer 2, and a p-type electrode 5 is formed in the region of the p-type semiconductor layer 3.

この発光素子にp型電極5にプラス極を、n型電極4にマイナス極を接続し電流を流すことにより、p型電極5およびn型電極4の形成面の反対面を発光面として発光する。   By connecting a positive electrode to the p-type electrode 5 and a negative electrode to the n-type electrode 4 and supplying a current to this light-emitting element, light is emitted using the surface opposite to the formation surface of the p-type electrode 5 and the n-type electrode 4 as a light-emitting surface. .

次に、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を図2に基づいて説明する。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2において、サファイヤまたは窒化ガリウムにて形成した基板1上に、n型半導体層2及びp型半導体層3の各半導体層をMOCVD法等にて成膜する(同図(a))。   In FIG. 2, each of the n-type semiconductor layer 2 and the p-type semiconductor layer 3 is formed on a substrate 1 made of sapphire or gallium nitride by MOCVD or the like (FIG. 2A).

次に、n型半導体層2およびp型半導体層3が形成された基板1をRIEにより、p型半導体層3の一部を除去しn型半導体層2を露出させ各領域を形成し、それぞれのp型半導体層3領域とn型半導体層2領域にそれぞれオーミックコンタクトが得られるように、p型半導体層3領域にはp型電極5を、n型半導体層2領域にはn型電極4を形成する(同図(b))。   Next, the substrate 1 on which the n-type semiconductor layer 2 and the p-type semiconductor layer 3 are formed is removed by RIE, a part of the p-type semiconductor layer 3 is exposed to expose the n-type semiconductor layer 2, and each region is formed. The p-type electrode 5 is provided in the p-type semiconductor layer 3 region and the n-type electrode 4 is provided in the n-type semiconductor layer 2 region so that ohmic contacts can be obtained in the p-type semiconductor layer 3 region and the n-type semiconductor layer 2 region, respectively. Is formed ((b) in the figure).

そして、n型電極4およびp型電極5を形成した基板1は、所定の厚みに、電極の形成面とは反対側から研磨する(同図(c))。   Then, the substrate 1 on which the n-type electrode 4 and the p-type electrode 5 are formed is polished to a predetermined thickness from the side opposite to the electrode forming surface ((c) in the figure).

所定の厚みとした基板1を個々の発光素子とするために、YAGレーザ6にて、基板1に対し縦列および横列にp型電極5およびn型電極4を形成した面側から照射し、境界となる溝を、基板1の厚みの30%〜60%程度の深さとなるように形成する(同図(d))。   In order to use the substrate 1 having a predetermined thickness as individual light emitting elements, the YAG laser 6 irradiates the substrate 1 from the surface side in which the p-type electrode 5 and the n-type electrode 4 are formed in columns and rows, The groove is formed so as to have a depth of about 30% to 60% of the thickness of the substrate 1 ((d) in the figure).

溝の深さが基板1の厚みの30%より浅過ぎる場合では、個々の基板に分割する際に、境界の分割面が均一にならずに破断面となってしまう。60%より深過ぎる溝を形成した場合では、酸溶液に浸漬した際に基板の割れが発生したり、レーザ照射による溝の形成時間の増大を招いたりすることがあるので、基板1の厚みに対して30%〜60%程度の深さの溝を形成するのが望ましい。   When the depth of the groove is too shallow than 30% of the thickness of the substrate 1, when the substrate is divided into individual substrates, the dividing surface at the boundary is not uniform and a fracture surface is formed. In the case of forming a groove that is deeper than 60%, the substrate may be cracked when immersed in an acid solution, or the groove formation time may be increased by laser irradiation. On the other hand, it is desirable to form a groove having a depth of about 30% to 60%.

YAGレーザ6を基板1のp型電極5およびn型電極4を形成した面側から照射することで、目視で確認しながらレーザ照射することができ、容易に基板の分割箇所が確認できる。   By irradiating the YAG laser 6 from the surface side of the substrate 1 on which the p-type electrode 5 and the n-type electrode 4 are formed, laser irradiation can be performed while visually confirming, and the divided portion of the substrate can be easily confirmed.

この際に、YAGレーザ6の照射により、ガリウムが溶融、蒸発したり、酸化反応した場合、ガリウムや酸化ガリウム等の化合物となって、境界を形成する溝の側面や、p型電極5またはn型電極4などに付着する(図示せず)。   At this time, when gallium is melted, evaporated or oxidized by irradiation with the YAG laser 6, it becomes a compound such as gallium or gallium oxide, and the side surface of the groove forming the boundary, the p-type electrode 5 or n It adheres to the mold electrode 4 and the like (not shown).

溝を形成した基板1を、塩酸を主成分とした酸溶液である塩酸7を貯留した溶液槽8へ5分間浸漬する。この塩酸7は、30%程度の濃度の溶液を希釈し、80℃以下である(同図(e))。   The substrate 1 in which the groove is formed is immersed in a solution tank 8 in which hydrochloric acid 7, which is an acid solution containing hydrochloric acid as a main component, is stored for 5 minutes. This hydrochloric acid 7 is diluted with a solution having a concentration of about 30% and is 80 ° C. or lower (FIG. (E)).

これにより、ガリウム化合物が、酸化ガリウムの場合の一例として、境界を形成する溝の側面に付着した付着物である酸化ガリウムが、Ga23+6HCl→2GaCl3+3H2Oで示される反応により剥離し除去される。 Thus, as an example of the case where the gallium compound is gallium oxide, gallium oxide, which is a deposit attached to the side surface of the groove forming the boundary, is peeled off by a reaction represented by Ga 2 O 3 + 6HCl → 2GaCl 3 + 3H 2 O. Removed.

最後に、溝を形成した基板1を溶液槽8の塩酸7から取り出し、純水で洗浄した後乾燥させ、ローラ9で基板1の電極形成面とは反対面から押圧する(同図(f))。このローラ9の押圧により、境界である溝から割れるように分割され個々の発光素子となる。   Finally, the substrate 1 in which the groove is formed is taken out from the hydrochloric acid 7 in the solution tank 8, washed with pure water and dried, and pressed by the roller 9 from the surface opposite to the electrode forming surface (FIG. 5 (f)). ). By the pressing of the roller 9, it is divided so as to break from the groove that is the boundary, and becomes individual light emitting elements.

本発明の実施の形態では、ローラ9を用いて個々の発光素子に分割しているが、境界である溝にブレードを押しあてて個々の発光素子に分割してもよい。   In the embodiment of the present invention, each light emitting element is divided using the roller 9, but it may be divided into individual light emitting elements by pressing a blade into a groove as a boundary.

酸溶液は、硝酸などを主成分とした溶液としても、付着物である酸化ガリウムの除去が可能である。この場合、酸化ガリウムは、Ga23+6HNO3→2Ga(NO33+3H2Oで示される反応により、付着した酸化ガリウムが剥離し除去される。 The acid solution can remove gallium oxide, which is an adhering substance, even as a solution mainly composed of nitric acid or the like. In this case, gallium oxide is peeled off and removed by a reaction represented by Ga 2 O 3 + 6HNO 3 → 2Ga (NO 3 ) 3 + 3H 2 O.

本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、図2(d)に示されるように、基板1に、n型半導体層2およびp型半導体層3が形成され、n型電極4およびp型電極5を形成した面側からYAGレーザ6を照射して溝を形成したが、n型半導体層2およびp型半導体層3が形成された反対面から、YAGレーザ6を照射してもよい。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2D, an n-type semiconductor layer 2 and a p-type semiconductor layer 3 are formed on a substrate 1, and an n-type electrode 4 and Although the groove was formed by irradiating the YAG laser 6 from the surface side where the p-type electrode 5 was formed, even if the YAG laser 6 was irradiated from the opposite surface where the n-type semiconductor layer 2 and the p-type semiconductor layer 3 were formed, Good.

図3(a)に示すようにn型電極4およびp型電極5が形成された反対面側からYAGレーザ6を照射して溝10を形成する。このように、基板1の電極形成面とは反対面側から溝10を形成することで、熱の影響を、n型電極4およびp型電極5や、n型半導体層2およびp型半導体層3の接合面に与えることなく溝10を形成することができ、輝度の高い発光素子とすることができる。   As shown in FIG. 3A, the YAG laser 6 is irradiated from the opposite surface side where the n-type electrode 4 and the p-type electrode 5 are formed to form the groove 10. In this way, by forming the groove 10 from the side opposite to the electrode forming surface of the substrate 1, the influence of heat is applied to the n-type electrode 4 and the p-type electrode 5, the n-type semiconductor layer 2 and the p-type semiconductor layer. Therefore, the groove 10 can be formed without giving to the bonding surface 3, and a light-emitting element with high luminance can be obtained.

また、図3(b)に示すように、n型電極4およびp型電極5が形成された反対面側からYAGレーザ11を斜めから照射して溝12を形成する。このように、基板1の電極形成面とは反対面側からYAGレーザ11を斜めに照射し、断面が略V字状となる溝12を形成することで、半導体層内部で発光した光が外部に取り出し易くなるため、輝度が向上する。   Further, as shown in FIG. 3B, the YAG laser 11 is obliquely irradiated from the opposite surface side where the n-type electrode 4 and the p-type electrode 5 are formed to form the grooves 12. In this way, by irradiating the YAG laser 11 obliquely from the surface opposite to the electrode forming surface of the substrate 1 and forming the groove 12 having a substantially V-shaped cross section, the light emitted inside the semiconductor layer is externally transmitted. Therefore, the luminance is improved.

溝12は、断面を略V字状とする以外に、傾斜面と垂直面とで形成される溝としてもよい。   The groove 12 may be a groove formed by an inclined surface and a vertical surface, in addition to having a substantially V-shaped cross section.

図3で示される溝10,12を形成する場合は、基板1の電極形成面側からレーザ照射をする場合と同様に、基板1の厚みに対して30%〜60%程度の深さの溝を形成するのが望ましい。   When the grooves 10 and 12 shown in FIG. 3 are formed, the grooves having a depth of about 30% to 60% with respect to the thickness of the substrate 1, as in the case of laser irradiation from the electrode forming surface side of the substrate 1. It is desirable to form.

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法について図4に基づいて説明する。
(Embodiment 2)
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図4の(a)、(b)、(c)は、図2の(a)、(b)、(c)と同じ工程であるので説明を省略する。   Since (a), (b), and (c) of FIG. 4 are the same steps as (a), (b), and (c) of FIG. 2, description thereof is omitted.

図4の(a)、(b)、(c)の工程でサファイアあるいは窒化ガリウムの基板上に半導体層と電極を形成し、所定の厚みとした基板1を個々の発光素子とするために、ポリエチレン等で構成されたダイシングテープ13にp型電極5およびn型電極4の形成面の反対面を貼り付ける。(同図(d))。   In order to form a semiconductor layer and an electrode on a sapphire or gallium nitride substrate in the steps (a), (b), and (c) of FIG. A surface opposite to the formation surface of the p-type electrode 5 and the n-type electrode 4 is attached to the dicing tape 13 made of polyethylene or the like. ((D) in the figure).

YAGレーザ6にて、基板1に対し縦列および横列にp型電極5およびn型電極4を形成した面側から照射し、境界となる溝を、基板1の厚みの30%以上の深さとなるように形成する(同図(e))。   The YAG laser 6 irradiates the substrate 1 from the surface side where the p-type electrode 5 and the n-type electrode 4 are formed in columns and rows, and the groove serving as the boundary has a depth of 30% or more of the thickness of the substrate 1. (FIG. (E)).

溝を形成した後、ローラ9でダイシングテープ13の基板1を貼り付けた面とは反対の面を押圧する(同図(f))。このローラ9の押圧により、境界である溝から割れるように分割され個々の発光素子となる。   After the groove is formed, the roller 9 presses the surface opposite to the surface of the dicing tape 13 on which the substrate 1 is attached ((f) in the figure). By the pressing of the roller 9, it is divided so as to break from the groove that is the boundary, and becomes individual light emitting elements.

その後、ダイシングテープ13を加熱し、分割された個々の発光素子の間に隙間ができるようにダイシングテープ13を引き伸ばし隙間を形成した状態で固定する(同図(g))。   Thereafter, the dicing tape 13 is heated, and the dicing tape 13 is stretched and fixed in a state where a gap is formed so that a gap is formed between each of the divided light emitting elements ((g) in the figure).

次にダイシングテープ13に個々の発光素子を貼り付けたままの状態で、塩酸を主成分とした酸溶液である塩酸7を貯留した溶液槽8へ5分間浸漬する。この塩酸7は、30%程度の濃度の溶液を希釈し、80℃以下である(同図(h))。   Next, with the individual light emitting elements attached to the dicing tape 13, the substrate is immersed for 5 minutes in a solution tank 8 storing hydrochloric acid 7, which is an acid solution mainly composed of hydrochloric acid. This hydrochloric acid 7 is diluted with a solution having a concentration of about 30% and is 80 ° C. or lower ((h) in the figure).

個々の発光素子の間に隙間を入れることにより発光素子の断面に形成されたガリウム化合物が効率的に除去される。隙間は溶液が入る程度の隙間であれば良く、望ましくは10μm以上あればよい。特に窒化ガリウムを基板1に用いた場合、断面に形成されるガリウム化合物はサファイアを基板に用いた場合に比較すると多量に付着するため除去の効果は大きくなる。   By providing a gap between the individual light emitting elements, the gallium compound formed in the cross section of the light emitting element is efficiently removed. The gap may be a gap that allows the solution to enter, and preferably 10 μm or more. In particular, when gallium nitride is used for the substrate 1, the gallium compound formed in the cross section adheres in a larger amount than when sapphire is used for the substrate, so that the removal effect is increased.

このように、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、個々の基板とするために、レーザ照射によって形成された境界である溝を形成する際に付着するガリウム化合物を酸溶液に浸漬することにより除去することができる。よって、半導体素子として発光素子を製造する場合は、発光面に付着した付着物が除去できるので、輝度の低下を防止することができる。   Thus, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, in order to form individual substrates, the gallium compound that adheres when forming a groove that is a boundary formed by laser irradiation is oxidized. It can be removed by dipping in a solution. Therefore, when a light-emitting element is manufactured as a semiconductor element, the attached matter attached to the light-emitting surface can be removed, so that a reduction in luminance can be prevented.

上記実施の形態では、基板として主にサファイアあるいは窒化ガリウムを用いて説明したが、基板は他の窒化ガリウム系化合物、ガリウムヒ素系化合物、ガリウムリン系化合物等のガリウムを含む化合物にも適用することができる。   In the above embodiment, description is made mainly using sapphire or gallium nitride as a substrate, but the substrate can also be applied to compounds containing gallium such as other gallium nitride compounds, gallium arsenide compounds, gallium phosphorus compounds, and the like. Can do.

また、半導体装置として発光素子としたが、受光素子やトランジスタ等の電子素子でも構わない。   Although the light emitting element is used as the semiconductor device, an electronic element such as a light receiving element or a transistor may be used.

レーザ光線にて半導体層と基板の少なくとも一方にガリウムを含む半導体層を形成した基板を切断する半導体装置の製造方法として有効であり、特に、サファイヤとガリウム化合物半導体を基板に用いた発光素子の製造方法に適している。   It is effective as a method for manufacturing a semiconductor device that cuts a substrate in which a semiconductor layer containing gallium is formed on at least one of the semiconductor layer and the substrate with a laser beam, and in particular, manufacturing a light-emitting element using sapphire and a gallium compound semiconductor as the substrate Suitable for the method.

本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって得られた半導体装置の構成を説明する図The figure explaining the structure of the semiconductor device obtained by the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention 他の実施の形態である半導体装置の製造方法を説明する図The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device which is other embodiment 他の実施の形態である半導体装置の製造方法を説明する図The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device which is other embodiment 従来の半導体装置の製造方法を説明する図The figure explaining the manufacturing method of the conventional semiconductor device 従来の半導体装置の製造方法によって得られる半導体装置の状態を示す図The figure which shows the state of the semiconductor device obtained by the manufacturing method of the conventional semiconductor device

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 n型半導体層
3 p型半導体層
4 n型電極
5 p型電極
6,11 YAGレーザ
7 塩酸
8 溶液槽
9 ローラ
10,12 溝
13 ダイシングテープ
1 substrate 2 n-type semiconductor layer 3 p-type semiconductor layer 4 n-type electrode 5 p-type electrode 6, 11 YAG laser 7 hydrochloric acid 8 solution tank 9 roller 10, 12 groove 13 dicing tape

Claims (3)

窒化ガリウムにて形成された基板に、n型半導体層およびp型半導体層が積層されてなる半導体装置において、前記半導体装置の側面が、前記基板の前記n型半導体層およびp型半導体層が積層された面側からレーザ照射により形成された溝を分割することで形成されたことを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device in which an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are stacked on a substrate formed of gallium nitride, the side surface of the semiconductor device is stacked with the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer of the substrate. A semiconductor device formed by dividing a groove formed by laser irradiation from the formed surface side. 前記p型半導体層の一部を除去して露出された前記n型半導体層にn型電極が形成され、前記p型半導体層にp型電極が形成され、n型電極およびp型電極が前記基板の前記n型半導体層およびp型半導体層が積層された面側に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 An n-type electrode is formed on the n-type semiconductor layer exposed by removing a part of the p-type semiconductor layer, a p-type electrode is formed on the p-type semiconductor layer, and the n-type electrode and the p-type electrode are The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed on a surface side of the substrate on which the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer are laminated. 前記側面におけるレーザ照射により形成された前記溝の深さが前記基板の厚さの30〜60%の範囲であることを特徴とする請求項1から2に記載の半導体装置。 3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a depth of the groove formed by laser irradiation on the side surface is in a range of 30 to 60% of a thickness of the substrate.
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