JP2008135785A - 窒化物半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
分割端面の平滑性に優れ歩留まりの優れた窒化物半導体素子の製造方法を提供する。
【解決手段】
本発明は、基板上に窒化物半導体が形成された半導体ウエハーを窒化物半導体素子に分割する窒化物半導体素子の製造方法であって、レーザー照射により、前記半導体ウエハー表面に溝部と、該溝部を介して該溝部より前記半導体ウエハー内部側に加工変質部と、を形成することによりブレイク・ラインを形成する工程と、前記ブレイク・ラインに沿って前記半導体ウエハーを分離する工程と、を有する窒化物半導体素子の製造方法である。
【選択図】 図1
Description
のクラック、チッピングが発生することなく比較的綺麗に切断することができるとされている。
窒化物半導体ウエハーとしては、基板上に窒化物半導体層が形成されたものである。窒化物半導体の基板としては、サファイア、スピネル、炭化珪素、酸化亜鉛や窒化ガリウム単結晶など種々のものが挙げられるが量産性よく結晶性の良い窒化物半導体層を形成させるためにはサファイア基板、スピネル基板などが好適に用いられる。サファイア基板などは劈開性がなく極めて硬いため本発明が特に有効に働くこととなる。
本発明に用いられるレーザー加工機としては、ブレイク・ラインとなる凹部、加工変質部などが形成可能なものであればよい。具体的には、YAGレーザー、CO2レーザーやエキシマ・レーザーなどが好適に用いられる。特に、YAGレーザーは熱の変質が少なくブレイク・ラインを形成することができる。また、CO2レーザーはパワーを挙げることができるため切断能力に優れる。
厚さ200μmであり洗浄されたサファイアを基板101としてMOCVD法を利用して窒化物半導体を積層させ窒化物半導体ウエハーを形成させた。窒化物半導体は基板を分割した後に発光素子110として働くよう多層膜として成膜させた。まず、510℃において原料ガスとしてNH3(アンモニア)ガス、TMG(トリメチルガリウム)ガス及びキャリアガスである水素ガスを流すことにより厚さ約200オングストロームのバッファー層を形成させた。
実施例1のレーザー照射装置における焦点深さをレーザーの光学系を調整させて深くさせた以外は実施例1と同様にしてブレイク・ラインを形成させた。形成されたブレイク・ラインは基板201の表面となる溝部203に凹部は形成されていないが基板201内部に加工変質部として形成されている(図2(C))。
厚さ150μmであり洗浄されたサファイアを基板301としてMOCVD法を利用して窒化物半導体を積層させ窒化物半導体ウエハー300を形成させた。窒化物半導体は基板上に多層膜として成膜させた。まず、510℃において原料ガスとしてNH3(アンモニア)ガス、TMG(トリメチルガリウム)ガス及びキャリアガスである水素ガスを流すことにより厚さ約200オングストロームのバッファー層を形成させた。
実施例1と同様にして形成させた半導体ウエハー400のサファイア基板401をさらに80μmまで研磨して鏡面仕上げされている。この半導体ウエハー400を窒化物半導体積層側421を上にして実施例3と同様のステージ(不示図)に固定配置させた(図4(A))。
実施例1のYAGレーザーの照射の代わりにエキシマ・レーザーを用いた以外は実施例1と同様にして半導体ウエハーを分離してLEDチップを形成させた。実施例1と同様、形成されたLEDチップの分離端面はいずれも発光可能でありチッピングやクラックのない綺麗な面を有している。
レーザー加工の代わりに溝部に沿ってダイヤモンドスクライバーにより繰り返し3回スクライブした以外は実施例1と同様にして半導体ウエハーを分離させた。比較例1の分離された窒化物半導体素子は部分的にクラックやチッピングが生じていた。また、図7の如き歪んだスクライブ・ラインが形成され約75%の歩留りであった。
101、201、301、401・・・基板
102、202、402・・・島状窒化物半導体
103、203、303、403・・・基板表面に形成された溝部
104、304、404・・・溝部底面に形成した凹部によるブレイク・ライン
204・・・基板内部に形成した加工変質部によるブレイク・ライン
302・・・窒化物半導体
110、210、310、410・・・窒化物半導体素子
111、311、411・・・基板露出面側
120、220、420・・・電極
121、321、421・・・窒化物半導体積層側
130、430・・・エッチング面
500、600・・・半導体ウエハー
501・・・基板
502・・・窒化物半導体層
503、603・・・サファイア基板に形成した溝部
504、604・・・溝部底面に形成したスクライブ・ライン
510・・・窒化物半導体素子
601・・・ダイヤモンドスクライバーの刃先
703・・・正常に形成されたスクライブ・ライン
704・・・歪んで形成されたスクライブ・ライン
Claims (6)
- 基板上に窒化物半導体が形成された半導体ウエハーを窒化物半導体素子に分割する窒化物半導体素子の製造方法であって、
レーザー照射により、前記半導体ウエハー表面に溝部と、
該溝部を介して該溝部より前記半導体ウエハー内部側に加工変質部と、を形成することによりブレイク・ラインを形成する工程と、
前記ブレイク・ラインに沿って前記半導体ウエハーを分離する工程と、を有する窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記窒化物半導体は、前記基板上にn型層及びp型層を順に備え、
前記レーザー照射前に、前記窒化物半導体を除去して、少なくとも前記n型層を露出させる工程を有し、
該露出面に前記レーザー照射を行う請求項1に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 前記レーザー照射は、前記半導体ウエハーの基板露出面に行う請求項1または2に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記レーザー照射前に、前記基板を研磨して前記基板の厚みを薄くする工程を有する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記基板は、サファイア、スピネル、炭化珪素、酸化亜鉛、窒化ガリウムから選択される請求項1乃至4のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記レーザー照射は、YAGレーザー、CO2レーザー、エキシマ・レーザーから選択される少なくとも1種によって行う請求項1乃至5のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
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