JP2007324326A - 発光ダイオードチップ及びウェハ分割加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二つの背向する面を持つ透明基板1の一方の面に発光層を含む半導体膜2が積層され、該二つの背向する面に直交するチップ分割面12に凹凸が形成されていることを特徴とする発光ダイオードチップ。基板内部に分割ラインに沿う光誘起破壊域を形成する分割加工方法。
【選択図】図1
Description
d0=n(λ)d (1)
と表される。例えば、基板10の厚さが200μmで、面11から深さ方向に80μmの位置にウエスト31を設定する場合、d0=80μm、n(λ)=1.75から、d=45.7μmと求まり、集光レンズ200を面11側に44.4μm移動させればよい。
L=Vin/R (2)
と表される。
2W0=(4λ/π)(f/2a) (3)
と表される。ここで、fは集光レンズ200の焦点距離、2aは集光レンズに入射するレーザビーム30のビーム径である。
Zr=(4λ/π)(1/2a)2 (4)
と表される。ここで、例えば、波長λ=1.045μmのレーザビームを集光する場合、NA=0.65のとき、f=4mm、2a=3mmを代入すると、Zr=2.4μm、となる。また、NA=0.24のとき、f=20mm、2a=3mmを代入すると、Zr=59μmとなる。したがって、NAが大きいほどZrが小さく、反対にNAが小さいほどZrが大きくなることがわかる。発明者等の実験によれば、NAが0.3以上のとき分割面からの光取り出し効率の観点で好ましいことがわかった。NAが0.4以上がさらに望ましい。なお、後述の溝加工工程を先に行い、その後内部加工工程を行う場合は、NA=0.5以上が好ましい。面11の表層部に溝が加工されていても、その溝を挟んで内部にレーザビームを効率よく集光することができる。NAが大きいと、集光ビームの溝での蹴られが少なくなるからである。
加工対象:サファイア単結晶(厚みt=500μm)
レーザ装置:Er、Yb共ドープモードロックファイバレーザベースフェムト秒レーザ装置
波長:1.045μm
パルス幅:400fs
パルス繰り返し周波数:100kHz
集光レンズ:開口数0.65、焦点距離4mm
集光レンズ透過後のパルスエネルギ:1.5μJ
ビームウエストでのフルーエンス:160J/cm2(計算値)
ビームウエストのパワー密度:400TW/cm2(計算値)
レーザビーム入射面:サファイア結晶のC面(図10の11)
レーザビーム入射方向:C面に垂直(図10に白抜き矢印で示す方向)
内部加工段数:19段(図10の1段〜19段)
1段目のウエスト位置:入射面から厚み方向内部に469μm(集光レンズの焦点位置を入射面に合わせてから集光レンズを入射面に268μm近づけたときの計算値)入った位置
内部加工段間の間隔:24.5μm(前段の内部加工後に集光レンズを入射面から14μm遠ざけたときの計算値)
内部加工移動速度Vin:400mm/s
溝加工段数:2段(図10の20段、21段)
20段目のウエスト位置:入射面
21断面のウエスト位置:集光レンズの焦点位置を入射面に合わせてから集光レンズを入射面に3μm近づけた位置
溝加工移動速度Vm:200mm/s
2、20・・・・・・半導体膜(半導体層)
11・・・・・・・・入射面
12・・・・・・・・分割面
15・・・・・・・・分割ライン
30・・・・・・・・レーザビーム
31・・・・・・・・ウエスト
100・・・・・・・ウエハ
200・・・・・・・集光レンズ
CL・・・・・・・・光軸
S、S′・・・・・・ウエスト領域
Claims (5)
- 二つの背向する面を持つ透明基板の一方の面に発光層を含む半導体膜が積層され、該二つの背向する面に直交するチップ分割面に凹凸が形成されていることを特徴とする発光ダイオードチップ。
- 二つの背向する面を持つ透明基板の一方の面に発光層を含む半導体膜が積層されたウェハから分割して発光ダイオードチップにするウェハ分割加工方法であって、
前記ウェハに対し光学的に透明な波長を有する繰り返し短光パルスレーザビームを集光レンズを介して該ウェハの他方の面又は一方の面に入射したとき、
前記レーザビームのウエストが前記ウェハの内部に存在するように前記集光レンズの焦点位置を調整し、該レーザビームの光軸を該ウェハに対して想定された分割ラインに沿って該ウエストのスポットが空間的に分離するように相対的に移動させながら、該ウェハの該レーザビームが入射する入射面に該レーザビームを入射する毎に、該ウエストの領域に多光子吸収による光誘起破壊を起こさせる内部加工工程1と、
前記レーザビームのウエストが前記ウェハの前記入射面の表層部に存在するように前記集光レンズの焦点位置を調整し、該レーザビームの光軸を前記分割ラインに沿って該ウエストのスポットが空間的に繋がるか或いは重なるように相対的に移動させながら、該ウェハの該入射面に該レーザビームを入射する毎に、該ウエストの領域に多光子吸収による光誘起破壊を起こさせる溝加工工程と、を含み、前記発光ダイオードチップのチップ分割面に凹凸が形成されていることを特徴とするウェハ分割加工方法。 - 前記レーザビームのウエストが前記ウェハの前記内部加工工程1での光誘起破壊域と前記入射面との間に存在するように前記集光レンズの焦点位置を調整し、該レーザビームの光軸を該ウェハに対して前記分割ラインに沿って該ウエストのスポットが空間的に分離するように相対的に移動させながら、該ウェハの該入射面に該レーザビームを入射する毎に、該ウエストの領域に多光子吸収による光誘起破壊を起こさせる内部加工工程2が設けられていることを特徴とする請求項2に記載のウェハ分割加工方法。
- 前記集光レンズの開口数が0.3以上であることを特徴とする請求項2或いは3に記載のウェハ分割加工方法。
- 前記内部加工工程2の光誘起破壊域の上部と前記溝加工工程の溝底部とがつながるように該内部加工工程2及び該溝加工工程で集光レンズの焦点位置調整を行うことを特徴とする請求項3に記載のウェハ分割加工方法。
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