JP2011243730A - 半導体発光チップおよび基板の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体発光チップにおける基板側面の基板表面に対する傾斜が抑制された半導体発光チップおよび基板の加工方法を提供する。
【解決手段】半導体発光チップ２０は、サファイア単結晶のＣ面を表面とし、側面２５、２６がサファイア単結晶のＭ面と等価な面のいずれとも交差する面で構成され、側面２５、２６にレーザ照射により形成された改質領域２３、２４を含む基板１０と、基板１０の基板表面１０ａ上に設けられた発光素子部１２とからなる。
【選択図】図９

Description

本発明は、複数の半導体発光素子を形成した基板を薄片（チップ）化した半導体発光チップおよび薄片（チップ）化するための基板の加工方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザなどの半導体発光素子を複数形成した基板は、切断されて半導体発光素子を搭載した半導体発光チップ（以下では発光チップと呼ぶ。）に分割される。発光チップに分割する方法として、レーザ光を対物レンズ光学系で集光して、基板に想定された切断予定線に沿って基板内部に照射し、照射前に比べて結晶強度が低い改質領域を形成するステルスダイシング法と呼ばれる方法がある。この方法では、この改質領域を起点として基板を切断して、発光チップに分割する。

特許文献１には、基板をチップに切断する方法およびそのための装置が記載されている。ここでの方法は、（１）レーザやスクライブ、ダイサー等により、切断する基板に予め破壊の起点となる溝または加工変質層を形成し、（２）破壊起点となる溝の反対面に先端が鋭角のブレードが当接するように調整した後、（３）衝撃力を与えてブレードを基板に押し込むことにより、基板をブレーキングにより切断するものである。

ところで、単結晶サファイアを基板とすると、ステルスダイシング法（以下ではレーザ加工と呼ぶ。）により基板内に改質領域を形成しても、分割後の発光チップの基板部分の側面（切断面）が、基板の表面に対して傾斜するという問題があった。以下、図１を用いて説明する。

図１は、サファイア単結晶の結晶方位を説明する図である。
サファイア単結晶は六方晶に属する結晶であって、ａ１軸、ａ２軸、ａ３軸、ｃ軸によって構成される六角柱の上面（下面）がＣ面（０００１）、側面のすべてがＭ面（１−１００）およびＭ面（１−１００）に等価な面（Ｍ面｛１−１００｝）である。以下では、Ｍ面およびＭ面に等価な面をまとめてＭ面と呼ぶ。そして、Ｍ面（１−１００）に垂直な方向が［１−１００］方向（ｍ軸）である。ここで、「−」は、「−」の後に続く数字の上に付くバーを表す。

ａ１軸およびａ２軸において、それぞれの座標“１”の点を含み、ｃ軸に平行な面がＡ面（１１−２０）である。
そして、六角柱の上面（下面）の六角形の他の頂点を、１つおきに結んだ線を含んでｃ軸に平行な５つの面が、Ａ面（１１−２０）に等価な面（Ａ面｛１１−２０｝）である。以下では、Ａ面およびＡ面に等価な面をまとめてＡ面と呼ぶ。そして、Ａ面（１１−２０）に垂直な方向が［１１−２０］方向（ａ軸）である。

サファイア基板を用いて、スクライブ法で表面形状が矩形の発光チップを形成する際には、例えば、発光チップの１辺をサファイア基板のｍ軸方向に平行とし、他辺をサファイア基板のａ軸方向に平行とするようにスクライブ溝を形成する。
次に、ａ軸方向に平行なスクライブ溝に沿ってサファイア基板を劈開して、複数の短冊状の基板を形成する。次いで、短冊状の基板からｍ軸方向に平行なスクライブ溝に沿って基板を劈開して、表面形状が矩形の発光チップを製造する。

ｍ軸方向に平行な面に沿って劈開する場合、切断面が基板の表面に対して傾斜する頻度が低く、基板の切断面が、切断予定線を含んで設定された切断領域内に収まり、半導体発光素子まで及ぶことなく複数の短冊状の基板を形成できる。一方で前記ＬＥＤチップのａ軸に平行な方向（劈開容易面）では、切断面が基板の表面に対して傾斜して割れて、基板の切断面が、切断予定線を含んで設定された切断領域からはみ出し、半導体発光素子まで及ぶことで、半導体発光素子の逆方向電流を大きくしてしまうという問題があった。

特開２００４−３９９３１号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、本発明の目的は、半導体発光チップの基板側面の基板表面に対する傾斜が抑制された半導体発光チップおよび基板の加工方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
（１）サファイア単結晶のＣ面を表面とし、側面がサファイア単結晶のＭ面と等価な面のいずれに対しても交差する面で構成され、当該側面にレーザ照射により形成された改質領域を含む基板と、前記基板の前記表面上に設けられた半導体発光素子とを備えた半導体発光チップ。
（２）前記半導体発光チップは、表面形状が平行四辺形であることを特徴とする（１）に記載の半導体発光チップ。
（３）前記半導体発光チップは、表面形状が矩形であることを特徴とする（１）または（２）に記載の半導体発光チップ。
（４）前記半導体発光チップは、表面形状が台形であることを特徴とする（１）に記載の半導体発光チップ。
（５）前記基板の表面において、前記側面がサファイア単結晶のＭ面に対して交差する交差角が１０°以上且つ２０°以下であることを特徴とする（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の半導体発光チップ。
（６）サファイア単結晶のＣ面を基板表面とし、当該表面上に複数の半導体発光素子が形成された基板の加工方法であって、前記基板の表面に対して垂直な面であって、且つサファイア単結晶のＭ面と等価な面のいずれに対しても交差する面を切断予定面と、当該切断予定面に沿うように、発光素子部の各辺同士の間に分割溝を形成する工程と、当該切断予定面内に、前記基板の一方の面から、レーザ光を集光して照射し、当該基板の内部に改質領域を形成するレーザ加工工程と、前記改質領域を起点にして前記基板を切断して、それぞれが前記半導体発光素子を含む複数の半導体発光チップに分割するブレーキング工程と
を含む基板の加工方法。
（７）前記改質領域は、前記レーザ光が前記基板を走査することにより形成されることを特徴とする（６）に記載の基板の加工方法。
（８）前記半導体発光チップは、表面形状が平行四辺形であることを特徴とする（６）または（７）に記載の基板の加工方法。
（９）前記半導体発光チップは、表面形状が矩形であることを特徴とする（８）に記載の基板の加工方法。
（１０）前記半導体発光チップは、表面形状が台形であることを特徴とする（６）または（７）に記載の基板の加工方法。
（１１）前記半導体発光チップは、前記切断予定面に沿うように設けられた前記分割溝の幅が１０μｍ以上且つ３０μｍ以下であることを特徴とする（６）ないし（１０）のいずれか１項に記載の基板の加工方法。
（１２）前記基板は、前記切断予定面のいずれか１つと平行するオリエンテーションフラットを備えることを特徴とする（６）ないし（１１）いずれか１項に記載の基板の加工方法。
（１３）（６）ないし（１２）のいずれか１項に記載の基板の加工方法により製造された半導体発光チップ。

本発明によって、基板の側面（切断面）が、基板表面に対して傾斜することを抑制した基板の加工方法および基板の側面（切断面）の基板表面に対する傾斜が抑制され、切断面が発光部に及ぶことなく、逆方向電流の小さい半導体発光チップ（発光チップ）を提供できる。

サファイア単結晶の結晶方位を説明する図である。 第１の実施形態である半導体発光素子の製造方法の一工程を説明するための図であって、（ａ）は、分割溝を形成した時点のウェハーの平面図、（ｂ）は（ａ）に示すウェハーの一部を示した拡大平面図、（ｃ）は（ｂ）のＩＩＣ−ＩＩＣ線の断面図、（ｄ）は発光チップの辺と、サファイア単結晶の結晶方位との関係を説明する図である。 第１の実施の形態における基板をレーザ加工により基板内に改質領域を形成するために、基板を金属リングで保持された粘着シートに貼り付けた状態を説明する図である。 第１の実施の形態における基板にレーザ加工による基板の内部へ改質領域を形成する方法を説明する図である。 第２の実施の形態における発光チップの辺と、サファイア単結晶の結晶方位との関係を説明する図である。 第２の実施の形態における基板の一例を説明する図である。 第３の実施の形態における発光チップの辺と、サファイア単結晶の結晶方位との関係を説明する図である。 第３の実施の形態における基板の一例を説明する図である。 実施例における発光チップの形状を説明する図である。 実施例および比較例における分割ピッチ、分割溝の幅、サファイア単結晶のＭ面とＡ面との交差角α、βと、基板裏面からレーザを照射して形成される改質領域までの距離ｄ１、ｄ２、発光チップ２０の短辺側の側面の傾斜角θ１、θ２、長辺側の側面の傾斜角θ３、θ４および不良（ＮＧ）の発生率（％）とを示した図である。 比較例における発光チップの形状を説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
半導体発光素子を設けた基板の加工方法として、先ず半導体発光素子の製造方法の一例について説明する。
本発明の実施形態である半導体発光素子の製造方法は、平面視形状が矩形（長方形や正方形）である複数の発光素子部を、発光素子部の各辺がサファイア基板のａ軸と交差するように、基板上にマトリックス状に形成する工程と、発光素子部の各辺同士の間に分割溝を形成する工程と、前記分割溝に沿って前記基板を分割して前記発光素子部を切り出す工程とを有する。

図２は、第１の実施形態である半導体発光素子の製造方法の一工程を説明するための図であって、図２（ａ）は、分割溝を形成した時点のウェハーの平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すウェハーの一部を示した拡大平面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＩＩＣ−ＩＩＣ線での断面図である。なお、図２（ａ）では、図面を見やすくするために、分割溝３８ａ、３８ｂの記載を省略して示している。図２（ｄ）は、発光チップ２０の辺と、サファイア単結晶の結晶方位との関係を説明する図である。

なお、以下の説明で用いる各図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
まず、基板１０の一面（基板表面１０ａ）上にＩＩＩ族窒化物半導体のエピタキシャル層３７を形成する。

基板１０としては、サファイア単結晶、ＳｉＣ単結晶などからなるものを使用できる。基板１０としてサファイア基板を用いる場合、Ｃ面（（０００１）面）を主面（基板表面１０ａ）とすることが望ましい。基板１０の面方位は、結晶面に対してオフ角が０°でもよく、オフ角を付与してあっても良い。オフ角を付与する場合は、オフ角として１°以下が適用される。本発明においては、このようなオフ角を付与された基板表面を含め、単に、基板表面１０ａはＣ面（（０００１）面）であると呼ぶ。
基板１０の一端には、基板１０の結晶方位を示すオリエンテーションフラット（ＯＦ：Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｆｌａｔ）１１（ＯＦ１１）が設けられている。ＯＦ１１はサファイア単結晶の（１１−２０）面に形成されている。
基板１０上にエピタキシャル層３７を形成する場合、基板１０として３００〜１０００μｍの厚みのものを用いることが好ましい。基板１０の厚さが３００μｍ未満であると、エピタキシャル層３７の成長の途中で基板１０が反ってしまい不都合である。また１０００μｍを超える厚みの基板１０は、エピタキシャル層３７の成長後、研磨により基板１０を薄くするのに労力を要する。

基板１０上にエピタキシャル層３７を形成する場合、基板１０上にバッファ層（図示略）と、バッファ層上に形成される下地層（図示略）とを介してエピタキシャル層３７を形成することが好ましい。ここで、基板１０上に設けるエピタキシャル層３７としては、代表例としてＩＩＩ族窒化物半導体からなる層を挙げることができるが、本発明はこれに限定されない。ＩＩＩ族窒化物半導体以外の材料からなる発光素子や受光素子にも適用される。
本発明の一例とするバッファ層は、ＩＩＩ族窒化物半導体の単結晶または柱状結晶の集合体からなり、基板１０とエピタキシャル層３７との格子定数の違いを緩和するために設けられる。また、下地層は、ＩＩＩ族窒化物半導体からなるものであり、下地層の材料はバッファと同じであっても異なっていても構わない。更にまた、下地層は、必要に応じてＳｉ、ＧｅおよびＳｎ等のｎ型不純物をドープしても良いが、アンドープとすることもでき、アンドープの方が良好な結晶性の維持という点で好ましい。

エピタキシャル層３７は、図２（ｃ）に示すように、ｎ型電極を形成するためのｎ型コンタクト層を含むｎ型層３２と、発光部となる発光層３３と、ｐ型電極を形成するためのｐ型コンタクト層を含むｐ型層３４とを有する。

ｎ型層３２は、通常ｎコンタクト層とｎクラッド層とから構成される。ｎコンタクト層はｎクラッド層を兼ねることができる。
ｎコンタクト層は、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ層（０≦ｘ＜１、好ましくは０≦ｘ≦０．５、さらに好ましくは０≦ｘ≦０．１）から構成されることが好ましい。また、ｎコンタクト層にはｎ型不純物がドープされていることが好ましい。ｎ型不純物としては、例えば、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅが挙げられる。
ｎコンタクト層と発光層３３との間には、ｎクラッド層を設けることが好ましい。ｎクラッド層はＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮなどで形成することが可能である。なお、本明細書では、各元素の組成比を省略した形でＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮとの記述する場合がある。

ｎ型層３２の上に積層される発光層３３としては、単一量子井戸構造あるいは多重量子井戸構造などの発光層３３がある。量子井戸構造の井戸層としては、Ｇａ_１−ｙＩｎ_ｙＮ（０＜ｙ＜０．４）からなるＩＩＩ族窒化物半導体層が通常用いられる。また、多重量子井戸構造の発光層３３の場合は、上記Ｇａ_１−ｙＩｎ_ｙＮを井戸層とし、井戸層よりバンドギャップエネルギーが大きいＡｌ_ｚＧａ_１−ｚＮ（０≦ｚ＜０．３）を障壁層とする。井戸層および障壁層には、設計により不純物をドープしてもしなくてもよい。

ｐ型層３４は、通常、ｐクラッド層およびｐコンタクト層から構成される。ｐコンタクト層はｐクラッド層を兼ねてもよい。
ｐクラッド層としては、発光層３３のバンドギャップエネルギーより大きくなる組成であり、発光層３３へのキャリアの閉じ込めができるものであれば特に限定されないが、好ましくはＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０＜ｘ≦０．４）からなるものが挙げられる。ｐクラッド層が、このようなＡｌＧａＮからなる場合、発光層３３へのキャリアの閉じ込めの点で好ましい。
ｐクラッド層のｐ型ドープ濃度は、１×１０^１８〜１×１０^２１／ｃｍ^３が好ましく、より好ましくは１×１０^１９〜１×１０^２０／ｃｍ^３である。

ｐコンタクト層は、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．４）からなることが好ましい。
Ａｌ組成が上記範囲であると、良好な結晶性の維持およびｐオーミック電極との良好なオーミック接触の点で好ましい。また、ｐコンタクト層は、ｐ型不純物（ドーパント）を１×１０^１８〜１×１０^２１／ｃｍ^３の濃度、好ましくは５×１０^１９〜５×１０^２０／ｃｍ^３の濃度で含有していると、良好なオーミック接触の維持、クラック発生の防止、良好な結晶性の維持の点で好ましい。ｐ型不純物としては、特に限定されないが、例えば好ましくはＭｇが挙げられる。

このようなエピタキシャル層３７を基板１０上に形成するには、ＭＯＣＶＤ法（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ法（ハイドライド気相成長法）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）、スパッタ法などの方法を使用することができる。特に好ましい成長方法として、膜厚制御性、量産性の観点からＭＯＣＶＤ法が挙げられる。

ＩＩＩ族窒化物半導体のＭＯＣＶＤ法による成長の場合、キャリアガスとして水素（Ｈ_２）または窒素（Ｎ_２）、ＩＩＩ族原料であるＧａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）またはトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）またはトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）またはトリエチルインジウム（ＴＥＩ）、Ｖ族原料であるＮ源としてアンモニア（ＮＨ_３）、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）などが用いられる。また、ドーパントとしては、ｎ型にはＳｉ原料としてモノシラン（ＳｉＨ_４）またはジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）が、Ｇｅ原料として有機ゲルマニウムが用いられ、ｐ型にはＭｇ原料としてはビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ_２Ｍｇ）またはビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（（ＥｔＣｐ）_２Ｍｇ）が用いられる。

エピタキシャル層３７形成後、エピタキシャル層３７のｐ型層３４上の所定の位置に公知のフォトリソグラフィー技術およびリフトオフ技術を用いて、図２（ｃ）に示すように、透光性正極３５を形成する。
透光性正極３５の材料としては、Ａｕ、ＮｉＯ、ＩＴＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２）、ＡＺＯ（ＺｎＯ−Ａｌ_２Ｏ_３）、ＩＺＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＺｎＯ−ＧｅＯ_２）から選ばれる少なくとも一種などが用いられる。また、透光性正極３５の構造としては、従来公知の構造を含めて如何なる構造のものも何ら制限なく用いることができる。

次に、図２（ｃ）に示すように、透光性正極３５上の所定の位置に、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて正極ボンディングパッド１３ｂを形成する。
正極ボンディングパッド１３ｂとしては、Ａｕ、Ａｌ、ＮｉおよびＣｕ等を用いた各種構造が周知であり、これら周知の材料、構造を何ら制限無く用いることができる。

正極ボンディングパッド１３ｂ形成後、公知のフォトリソグラフィー技術および反応性イオンエッチング技術により、エピタキシャル層３７をエッチングして、図２（ｂ）に示すように、分割溝３８ａ及び３８ｂを形成するとともに、分割溝３８ｂに臨む所定の位置にｎ型層３２のｎコンタクト層を半円状に露出させる。
なお、分割溝３８ａ及び分割溝３８ｂを形成する手段として、前記エッチング法以外にも、レーザ法、ダイシング法など周知の手法を何ら制限なく用いることができる。
しかしながら、分割溝３８ａ、３８ｂを形成する手段としては、ウェットエッチングおよびドライエッチングなどのエッチング方法を用いることが好ましい。例えば、ドライエッチングであれば、反応性イオンエッチング、イオンミリング、集束ビームエッチングおよびＥＣＲエッチングなどの手法を用いることができ、ウェットエッチングであれば、例えば硫酸とリン酸の混酸を用いることができる。但し、エッチングを行う前に、窒化ガリウム系化合物半導体表面に、所望のチップ形状となるように、所定のマスクを形成する。
また、レーザ法で分割溝３８ａ、３８ｂを形成する場合、汚れが飛散して積層された半導体層の表面に付着し、電気特性が劣化する恐れがある。これを防ぐために、耐熱性に優れたレジストなどの保護膜を形成し、分割溝形成後に保護膜上の汚れと共に保護膜を洗浄で除去すればよい。
また、ダイシング法では、ブレードの消耗および劣化による加工精度のバラツキが心配されるが、それらの刃先の交換などの交換頻度を高めることにより加工精度を上げることができる。

図２（ａ）、（ｂ）が示すように基板１０を発光チップ２０に分割する分割溝３８ａは、ＯＦ１１の面に平行なサファイア単結晶の［１−１００］方向（Ａ面、ｍ軸）と角度（交差角）αで交差して設けられている。そして、分割溝３８ｂは、ＯＦ１１の面と直交する方向である［１１−２０］方向（Ｍ面、ａ軸）と角度（交差角）βで交差して設けられている。また、分割溝３８ａ、３８ｂは互いに交差するように設けられている。これにより、複数の平面視略長方形状の発光素子部１２がマトリックス状に区画される。また、基板１０を発光チップ２０に切断する切断予定線２１ａ、２１ｂは、分割溝３８ａ、３８ｂに沿うように設けられている。
分割溝３８ａ、３８ｂの交差角α（β）は１０°以上且つ２０°の範囲が望ましい。さらに交差角α（β）が１５°であるのがより好ましい。この理由に関しては図２（ｄ）を用いて簡単に説明する。

図２（ｄ）は、発光チップ２０の辺と、サファイア単結晶の結晶方位との関係を説明する図で、発光チップ２０の表面をｃ軸方向から見た図である。ここでは、発光チップ２０の平面形状を正方形として示している。なお、図２（ａ）、（ｂ）からわかるように切断予定面２２ａ、２２ｂは切断予定線２１ａ、２１ｂ及び分割溝３８ａ、３８ｂと平行な関係にある。
α＝０°（β＝０°）の場合には、発光チップ２０の一方の平行な二辺（切断予定面２２ａ）がＡ面と一致し、他方の平行な二辺（切断予定面２２ｂ）がＭ面と一致する。
また、α＝３０°（β＝３０°）の場合には、発光チップ２０の一方の平行な二辺（切断予定面２２ａ）がＭ面と一致し、他方の平行な二辺（切断予定面２２ｂ）がＡ面と一致する。よって、これらの場合には、発光チップ２０の基板１０の側面（切断面）が基板表面１０ａに対して傾斜する。
これに対して、例えばα＝１５°（β＝１５°）であれば、切断予定面２２ａおよび２２ｂがＡ面およびＭ面に対して最大となる１５°の角度を有している。

よって、発光チップ２０の基板１０の側面（切断面）が基板表面１０ａに対して傾斜することを抑制するには、交差角αおよびβが１５°であるのが好ましい。しかし、交差角αおよびβが１０°以上且つ２０°の範囲にあれば、発光チップ２０の基板１０の側面（切断面）が基板表面１０ａに対して傾斜することを抑制しうる。なお、サファイア単結晶は六方晶であるので、切断予定面２２ａとＡ面との交差角αおよび切断予定面２２ｂとＭ面との交差角βに対して３０°の整数倍を足した値、すなわちα（β）＝３０°×（ｎ−１）＋α_０（β_０）（ｎは整数であって、１０°≦α_０、β_０≦２０°）としても同様である。

複数の発光チップ２０は、図２（ａ）に示すように、互いに、ｍ軸と交差角αとなる方向にｐｈの間隔（分割ピッチｐｈ）、ａ軸に交差角βになる方向にｐｖの間隔（分割ピッチｐｖ）で設けられている。
本実施の形態では、発光チップ２０の表面形状は長方形であり、例えば、長辺の長さｐｈは４００μｍ、短辺の長さｐｖは２４０μｍであるが、長辺および短辺の方向はいずれであってもよい。また、発光チップ２０は、長辺と短辺が同じ長さである正方形であってもよい。

分割溝３８ａ、３８ｂの幅ｎ１、ｎ２は、発光チップ２０の大きさによらず、１０μｍから３０μｍの範囲で設計されているのが好ましく、１５μｍと２５μｍの間に設計されることがより好ましい。１０μｍ以下であると分割時に発光素子部１２を損傷した不良チップが多発し、製品歩留まりが低下する。また、３０μｍ以上であるとウェハー１枚あたりから収得できるチップ個数が少なくなり、生産性の観点から望ましくない。また、上記の範囲内であれば幅ｎ１、ｎ２は同じ幅としてもよいし、異なる幅でもよい。

次に、露出されたｎ型層３２のｎコンタクト層上に負極ボンディングパッド１３ａを形成する。
負極ボンディングパッド１３ａとしては、Ｔｉ、Ａｕなどを用いた各種組成や構造が周知であり、これら周知の組成や構造を何ら制限無く用いることができ、この技術分野でよく知られた慣用の手段で設けることができる。

なお、ここでは詳細な説明を省略するが、発光素子部１２は、透光性正極３５を用いるフェイスアップ型のＬＥＤとしたが、反射膜を用いてサファイア基板側から光取出しを行うフェイスダウン構造（フリップチップ構造）のＬＥＤあってもよい。また、発光素子部１２は発光ダイオードとしたが、半導体レーザであってもよい。

半導体発光素子形成終了後、基板裏面１０ｂを研削して、基板１０の厚みを薄くした後、鏡面に研磨する。
基板１０の厚みは、６０〜３００μｍ、好ましくは８０〜２５０μｍ、より好ましくは１００〜２００μｍとすることが好ましい。基板１０の厚さを上記範囲とすることで、基板１０の分割が容易になり、効率よく綺麗に基板１０を分割することができる。
なお、基板１０の厚みが３００μｍを超えると、サファイアなどからなる非常に硬い基板１０を精度良く分割することが困難となる。また、基板１０の厚みが６０μｍ未満であると、基板１０とエピタキシャル層３７との間の格子定数や熱膨張率の違いに起因する反りが顕著となり、基板１０を精度良く分割することが困難となる。

次に、前述の半導体発光素子の製造に続いて、基板１０を発光チップ２０に加工する基板の加工方法を説明する
本実施の形態における基板の加工方法は、レーザ光の照射により基板１０内に改質領域２３、２４（後述する図４参照）を形成（レーザ加工）するレーザ加工工程と、その後に、改質領域２３、２４を起点として基板１０を発光チップ２０に切断するブレーキング工程とからなる。
レーザ加工により基板１０内に改質領域２３、２４を形成するレーザ加工工程を説明する。
図３は、レーザ加工により基板１０内に改質領域２３、２４を形成するために、基板１０を金属リング１６で保持された粘着シート１５に貼り付けた状態を説明する図である。図３（ａ）は基板１０を金属リング１６で保持された粘着シート１５に貼り付けた状態を説明する平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線での断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線での断面の部分拡大断面図である。
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、基板１０は、金属リング１６で保持された粘着シート１５に貼り付けられている。
金属リング１６は、基板１０の直径より大きく設定されている。そして、基板１０は、金属リング１６の内側に、金属リング１６に接触しないように貼り付けられている。なお、粘着シート１５は、レーザ加工において、基板１０を保持すると共に、レーザ加工工程に引き続いて行われるブレーキング工程において切断された発光チップ２０が飛散するのを防止する。

図３（ａ）では、基板１０は、ｘ方向が図中において左右に向くように、交差角αだけ回転させている。
図３（ａ）に示した基板表面１０ａにおいて、ＯＦ１１の設けられた−ｙ方向の端をＤ端部、ＯＦ１１と反対側のｙ方向の端をＵ端部、ｘ方向の端をＬ端部、同様に−ｘ方向の左側の端をＲ端部とする。そして、中央部をＣ部とする。さらに、図３（ａ）に示した基板表面１０ａにおいて、Ｄ端部のある基板１０の下側をＤ端部側、Ｕ端部のある基板１０の上側をＵ端部側、Ｌ端部のある基板１０の右側をＬ端部側、Ｒ端部のある基板１０の左側をＲ端部側と呼ぶ。なお、Ｒ端部およびＬ端部は、図中において、左右が逆になっている。これは、後述するレーザ加工工程において、基板１０が裏返して配置されるためである。

図３（ｃ）に示すように、基板１０は、発光素子部１２を形成した基板表面１０ａの側が粘着シート１５に貼り付けられている。よって、図３（ａ）は、粘着シート１５を通して基板表面１０ａを見た状態を示している。
また、図３（ｃ）に示すように、基板１０に想定された切断予定線２１ａ（便宜的に基板裏面１０ｂ上にあるとした。）から基板表面１０ａに垂直に延びる面は、切断予定線２１ａに対応した切断予定面２２ａである。すなわち、発光チップ２０の基板１０の側面（切断面）が基板表面１０ａに対して垂直に形成されることが望ましい。
図示しないが、切断予定線２１ａと直交する切断予定線２１ｂに対応して、基板裏面１０ｂから基板表面１０ａに垂直に延びた面が切断予定面２２ｂとなる。
ここでは、金属リング１６に保持された粘着シート１５に貼り付けられた基板１０を、基板ユニット３０と呼ぶ。

図４は、レーザ加工による基板１０の内部へ改質領域２３、２４を形成する方法（レーザ加工方法）を説明する図である。図４（ａ１）および（ａ２）は、レーザ光４５が入射する基板裏面１０ｂから深い距離の位置（距離ｄ１）に改質領域２３を形成する工程を示す。図４（ｂ１）および（ｂ２）は、レーザ光４５が入射する基板裏面１０ｂから浅い距離の位置（距離ｄ２、ｄ２＜ｄ１）に改質領域２４を形成する工程を示す。

以下では、基板１０が金属リング１６に保持された粘着シート１５に基板１０を貼り付けた基板ユニット３０が、吸着ステージ５２に設置されてからのレーザ加工について説明する。
本実施の形態では、レーザ光発生部４１は、基板裏面１０ｂを“０”（基準面）とする。そして、基板裏面１０ｂの切断予定線２１ａ、２１ｂに沿って、基板裏面１０ｂから距離ｄ１の位置（深い距離の位置）に集光したレーザ光４５を照射して改質領域２３を形成したのち、再び基板裏面１０ｂの切断予定線２１ａ、２１ｂに沿って、距離ｄ１に比べて浅い距離の位置（距離ｄ２）に集光したレーザ光４５を照射して改質領域２４を形成する。すなわち、レーザ光発生部４１は、基板裏面１０ｂ（基板表面１０ａとしても同じである。）から複数の距離に改質領域２３、２４を形成する。

前述したように、図４（ａ１）および（ａ２）は、基板裏面１０ｂから深い距離の位置（距離ｄ１）に改質領域２３を形成する工程を示す。図４（ａ１）は、図３（ａ）のＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線での断面図である。図４（ａ１）には、吸着ステージ５２上にセットされた、金属リング１６、粘着シート１５、基板１０、基板表面１０ａに形成された発光素子部１２、基板１０に想定された切断予定線２１ａおよび切断予定面２２ａが示されている。なお、図４（ａ１）には、２つの切断予定面２２ａのみが示されている。
一方、図４（ａ２）は、図３（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線での断面図である。

図４（ａ１）に示すように、レーザ光４５は、基板裏面１０ｂから入射され、光学系４４により、切断予定面２２ａにおいて、基板裏面１０ｂから距離ｄ１の位置に集光されている。
そして、図４（ａ２）に示すように、吸着ステージ５２のｘ方向への移動とともに、パルス発振により、レーザ光４５は、基板１０の切断予定面２２ａ内に複数の改質領域２３を繰り返し形成する。レーザ光４５のパルス発振周波数は、例えば、１５，０００〜３００，０００Ｈｚ、吸着ステージ５２の移動速度は１００〜５００ｍｍ／ｓｅｃである。
また、レーザの出力は１．５〜５．０μＪの範囲である。

前述したように、図４（ｂ１）および（ｂ２）は、基板裏面１０ｂから浅い距離の位置（距離ｄ２、ｄ２＜ｄ１）に改質領域２４を形成する工程を示す。図４（ｂ１）は、図３（ａ）のＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線での断面図である。図４（ｂ２）は、図３（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線での断面図である。図４（ｂ１）および（ｂ２）に示したそれぞれの断面は、図４（ａ１）および（ａ２）に示した断面である。よって、図４（ｂ１）および（ｂ２）に示すように、基板１０内の基板裏面１０ｂから距離ｄ１の位置に、すでに改質領域２３が形成されている。
図４（ｂ１）に示すように、レーザ光４５は、基板裏面１０ｂから距離ｄ２（ｄ２＜ｄ１）の位置に集光されている。そして、図４（ｂ２）に示すように、吸着ステージ５２のｘ方向への移動とともに、パルス発振により、レーザ光４５は、複数の改質領域２４を繰り返し形成する。

以上説明したように、基板１０に想定された切断予定面２２ａ内の、基板裏面１０ｂ（基板表面１０ａ）から異なる２つの距離の位置に、レーザ光４５の集光点を結ぶようにして、改質領域２３、２４を形成している。すなわち、基板１０の切断予定面２２ａ内には改質領域２３と改質領域２４とが２段にわたって形成される。
図４では示していないが、切断予定面２２ｂにおいても同様である。本実施の形態では、ｘ方向とｙ方向との走査の順は、ｘ方向に改質領域２３、２４を形成した後にｙ方向で改質領域２３、２４を形成している。また、改質領域２３、２４形成時のレーザの出力は、２．５μＪ、２．０μＪと基板裏面１０ｂからの距離が大きい場合のレーザ光４５の出力を、距離が小さい場合より、大きく設定した。

改質領域２３、２４は、集光された強いレーザ光４５によりクラックが形成された領域または溶融した領域であって、レーザ光４５を照射しない領域に比べて、機械強度が低い領域である。それで、レーザ加工工程に引き続いて行われるブレーキング工程において、改質領域２３、２４は、ブレードなどを押し当てられることにより、基板１０が容易に破壊されて、基板１０の切断が開始される起点となる。
すなわち、基板１０内に２段に改質領域２３、２４を形成することで、基板１０を発光チップ２０に切断できるようにしている。

なお、本実施の形態では、基板裏面１０ｂから深い位置（距離ｄ１）に改質領域２３を形成された後、浅い位置（距離ｄ２）に改質領域２４が形成される。すなわち、改質領域２３、２４の形成は、レーザ光４５が入射する基板裏面１０ｂからの距離が大きい方から、小さい方へと行われている。これは次の理由による。浅い位置（距離ｄ２）に改質領域２４を形成した後、深い位置（距離ｄ１）に改質領域２３を形成しようとすると、レーザ光４５は、浅い位置（距離ｄ２）に形成された改質領域２４を透過して、深い位置（距離ｄ１）に集光される。この場合、レーザ光４５は、改質領域２４による散乱などの影響を受ける。このため、レーザ光４５の集光効率が悪く、改質領域２３が形成しづらくなってしまう。

こののち、想定された切断予定線２１ａおよび２１ｂに対してブレードを押し当てるなどにより、基板１０を発光チップ２０に切断するブレーキング工程が行われる（ステップ２）。ブレーキング工程において、基板１０は、形成された改質領域２３、２４を起点として、クラックが入って、発光チップ２０に分割される。
その後、粘着シート１５は、引き延ばされて、それぞれの発光チップ２０の隙間を広げ、発光チップ２０をパッケージに搭載するパッケージマウント工程（不図示）における作業を容易にする。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、図２（ａ）に示したように、発光チップ２０の表面形状が長方形であるとした。このため、Ａ面（１１−２０）に対する交差角αとＭ面（１−１００）に対する交差角βは個別に設定することができなかった。

図５は、第２の実施の形態における発光チップ２０の辺と、サファイア単結晶の結晶方位との関係を説明する図である。ここでは、発光チップ２０の表面形状を平行四辺形とし、発光チップ２０の一方の平行な二辺（切断予定面２２ａ）を、Ａ面に対して平行（α＝０°）に設定している。一方、発光チップ２０の他方の平行な二辺（切断予定面２２ｂ）とＭ面との交差角βを、１０°、１５°、２０°に設定した場合を示している。なお、αは０°でなくてもよい。

図６は、第２の実施の形態における基板１０の一例を説明する図である。図６では、基板１０の切断予定線２１ａ（切断予定面２２ａ）とサファイア単結晶の［１−１００］方向（Ａ面）とを一致（交差角α＝０°）させ、基板１０の切断予定線２１ｂ（切断予定面２２ｂ）とサファイア単結晶の［１１−２０］方向（Ｍ面）とをβ＝１５°で交差させている。
他は、第１の実施の形態と同様である。このように、第２の実施の形態では、切断予定面２２ａがＡ面と一致しているが、Ａ面は垂直に割れる傾向があるので基板１０の側面が傾斜することはない。また、第２の実施の形態では、発光チップ２０の平面形状を平行四辺形として、Ａ面（１１−２０）に対する交差角αとＭ面（１−１００）に対する交差角βとを個別に設定することができる。

そして、このような本実施の形態でも、切断予定面２２ａおよび２２ｂは、Ｍ面に対して交差しているので、発光チップ２０の基板１０の側面（切断面）が基板表面１０ａに対して傾斜することを抑制できる。

（第３の実施の形態）
第２の実施の形態では、図６に示したように、発光チップ２０の表面形状を平行四辺形とした。第３の実施の形態では、発光チップ２０の表面形状を台形としている。
図７は、第３の実施の形態における発光チップ２０の辺と、サファイア単結晶の結晶方位との関係を説明する図である。ここでは、発光チップ２０の表面形状を脚の長さが等しい等脚台形とし、発光チップ２０の一方の平行な二辺（切断予定面２２ａ）を、Ａ面に対して平行（α＝０°）に設定している。一方、発光チップ２０の他方の二辺（切断予定面２２ｂ）とＭ面との交差角βを、１０°、１５°、２０°に設定した場合を示している。なお、αは０°でなくてもよい。

図８は、第３の実施の形態における基板１０の一例を説明する図である。図８では、発光チップ２０の台形の二つの脚に対応する、基板１０の切断予定線２１ｂ（切断予定面２２ｂ）と、サファイア単結晶の［１１−２０］方向（Ｍ面）と交差角β＝１５°で交差して設けられている。一方、基板１０の切断予定線２１ａ（切断予定面２２ａ）は、サファイア単結晶の［１−１００］方向（Ａ面）に設けられている。
なお、本実施の形態では、切断予定線２１ａは、基板１０において直線であるが、切断予定線２１ｂは直線ではない。よって、切断予定線２１ａにおいて、基板１０を短冊状に切断した後、切断予定線２１ｂに沿って、発光チップ２０に切断している。また、吸着ステージ５２（図３参照）を、切断予定線２１ａおよび２１ｂにしたがって移動させ、切断予定線２１ａおよび２１ｂに沿って改質領域２３、２４（図３参照）を形成してもよい。
本実施の形態では、等脚台形としたが、脚の長さが異なってもよい。さらに、図示しないが、発光チップ２０の表面形状を三角形としてもよい。
他は、第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態でも、図７に示したように、切断予定面２２ａおよび２２ｂは、Ｍ面に対して交差しているので、発光チップ２０の基板１０の側面（切断面）が基板表面１０ａに対して傾斜することを抑制できる。

第１ないし第３の実施の形態で説明したように、発光チップ２０の辺（切断予定面２２ａおよび２２ｂ）がＭ面に対して交差するように設けられていればよい。本発明では、発光チップ２０の辺（切断予定面２２ａおよび２２ｂ）とＭ面との関係は、本実施の形態で述べた関係に限らず、変形して用いることができる。
同様に、本発明では、発光チップ２０の表面形状についても、本実施の形態で説明した形状に限らず、変形して用いることができる。
また、第１ないし第３の実施の形態において、ＯＦ１１は、サファイア単結晶の（１１−２０）面（Ａ面）に設けた。しかし、ＯＦ１１を切断予定線２１ａ（切断予定面２２ａ）または切断予定線２１ｂ（切断予定面２２ｂ）のいずれか一方に平行に設けてもよい。ＯＦ１１を、切断予定線２１ａ（切断予定面２２ａ）または切断予定線２１ｂ（切断予定面２２ｂ）のいずれか一方に平行に設ければ、ＯＦ１１を基準にして、基板１０に発光素子部１２を形成すればよい。よって、発光素子部１２を形成するプロセスが容易になる。

第１ないし第３の実施の形態において、基板１０の内部に改質領域２３、２４を形成するレーザとしては、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波を用いることができ、またその第３、第４高調波を用いてもよく、さらには１０６４ｎｍの基本波を用いてもよい。また、Ｎｄ：ＹＬＦレーザやＮｄ：ＹＶＯ_４レーザの基本波や当該高調波、およびチタンサファイアレーザを用いてもよい。また、本発明では、固体レーザだけでなく、エキシマ励起のパルスレーザ光、ＣＯ_２レーザといったガスレーザを用いてもよい。

さらに、第１ないし第３の本実施の形態では、基板裏面１０ｂからのレーザ光４５の集光距離を変えて、改質領域２３、２４を２段に形成してもよい。また、改質領域２３または２４の一方のみ（一段）としてもよく、さらには改質領域を３段に形成してもよい。また切断予定面２２ａと２２ｂに対して、それぞれ、異なる段数の改質領域を形成してもよい。
そして、本実施の形態におけるｘ方向とｙ方向との走査の順を、ｘ方向の次にｙ方向としたが、逆にｙ方向の次にｘ方向としてもよい。さらに、本実施の形態では、レーザ光４５の走査を一方の方向を重ねて行ったが、ｘ方向とｙ方向とで交互に行ってもよい。
本実施の形態では、レーザ光４５の出力を基板裏面１０ｂからの距離によって変更したが、同じでもよく、基板裏面１０ｂからの距離が大きい場合のレーザ光４５の出力を、距離が小さい場合より、小さく設定してもよい。

以上、第１ないし第３の実施の形態で説明したように、本発明では、サファイア単結晶のＣ面（（０００１）面）を表面とし、当該表面上に複数の半導体発光素子が形成された基板の加工方法であって、基板の表面に対して垂直な面であって、且つサファイア単結晶のＭ面と等価な面のいずれに対しても交差する面を切断予定面とし、切断予定面に沿うように、発光素子部の各辺同士の間に分割溝を形成する工程と、切断予定面内に、当該基板の一方の面から、レーザ光を集光して照射し、当該基板の内部に改質領域を形成するレーザ加工工程と、改質領域を起点にして基板を切断して、それぞれが半導体発光素子を含む複数の半導体発光チップに分割するブレーキング工程とを含むことを特徴とする基板の加工方法が提供される。
ここで、切断予定面は、基板の表面に対して垂直な面であって、且つサファイア単結晶のＭ面と等価な面のいずれに対しても交差する。なお、本発明においては、基板の表面に対して「垂直な面」とは、基板の表面に対して、ほぼ垂直な面の範囲を含めるものとする。例えば、ほぼ垂直な面の好ましい範囲としては、基板の表面に対して、２°以内の範囲を含めた垂直な面とする。以下、実施例で詳細に説明する。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
（実施例１）
以下に示すようにして、窒化ガリウム系化合物半導体を備えた発光素子部を有するＩＩＩ族窒化物半導体発光素子を作製した。

まず、図２（ｃ）に示すように、外径１００ｍｍの円板状のＣ面サファイア単結晶の基板１０（オフ角；０．４°）の基板表面１０ａ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４μｍの下地層、Ｓｉドープ（濃度１×１０^１９／ｃｍ^３）ＧａＮからなる厚さ２μｍのｎコンタクト層、Ｓｉドープ（濃度１×１０^１８／ｃｍ^３）Ｉｎ_０．１Ｇａ_０．９Ｎからなる厚さ１２．５ｎｍのｎクラッド層（ｎコンタクト層およびｎクラッド層によりｎ型層３２が構成される。）、ＧａＮからなる厚さ１６ｎｍの障壁層とＩｎ_０．２Ｇａ_０．８Ｎ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３３、Ｍｇドープ（濃度１×１０^２０／ｃｍ^３）Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなる厚さ２．５ｎｍのｐクラッド層およびＭｇドープ（濃度８×１０^１９／ｃｍ^３）ＧａＮからなる厚さ０．１５μｍのｐコンタクト層（ｐクラッド層およびｐコンタクト層によりｐ型層３４が構成される。）を順次積層してなる厚み９μｍのＩＩＩ族窒化物半導体からなるエピタキシャル層３７を形成した。なお、前記サファイア単結晶の基板１０のＡ面には、ＯＦ１１（オリフラ）が形成されている。

次に、エピタキシャル層３７のｐコンタクト層上の所定の位置に公知のフォトリソグラフィー技術およびリフトオフ技術を用いて、ＩＺＯからなる透光性正極３５を形成した。
次に、公知のフォトリソグラフィー技術を用い、透光性正極３５の上にＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ層構造よりなる正極ボンディングパッド１３ｂを形成した。

次に、図２に示すように、正極ボンディングパッド１３ｂまで形成された基板１０のエピタキシャル層３７を、公知のフォトリソグラフィー技術および反応性イオンエッチング技術によりエッチングして、基板１０の切断予定線２１ａとサファイア単結晶のＡ面との交差角αを１５°とする切断予定線２１ａに沿って、分割ピッチｐｖが２４０μｍ、幅ｎ１が２０μｍの分割溝３８ａを形成するとともに、サファイア単結晶のＭ面との交差角βを１５°とする切断予定線２１ｂに沿って分割ピッチｐｈが４００μｍ、幅ｎ２が２０μｍの分割溝３８ｂを形成した。また、同時に、分割溝３８ｂに臨む所定の位置にｎコンタクト層を半円状に露出させた。
次に、露出させたｎコンタクト層にＴｉ／Ａｕ二層構造の負極ボンディングパッド１３ａを周知の方法で形成した。
以上の工程により、分割溝３８ａ、３８ｂで分離された複数の発光素子部１２を有する発光素子用のウェハー（半導体発光素子が形成された基板１０）を作製した。

次に、基板裏面１０ｂをラッピングおよびポリッシングすることで、エピタキシャル層３７の厚みと基板１０の厚みとを合わせた総厚が１５０μｍとなるようにサファイア単結晶の基板１０を薄板化した。発光素子部１２が形成されていない面である基板裏面１０ｂのＲａを０．００５μｍとした。得られたウェハーの表面には、目視検査で汚れは全く観察されなかった。

次に、基板の加工方法におけるレーザ加工工程では、基板裏面１０ｂから距離ｄ１＝１００μｍおよび距離ｄ２＝３０μｍの２箇所の位置（二段）に、レーザ光４５を照射して、改質領域２３、２４を形成した。

次に、劈開ブレードを分割溝３８ｂに沿って基板裏面１０ｂに当接させ、さらに劈開ブレードを４０μｍ押し込み、分割溝３８ｂの改質領域２３、２４からクラックを生じさせた。このことによって、分割溝３８ｂに沿って短冊状にウェハーを分割して、発光素子部１２が一列配列されてなる短冊状ウェハーを得た。

次に、劈開ブレードを短冊状ウェハーの基板裏面１０ｂに分割溝３８ａに沿って当接させ、劈開ブレードを４０μｍ押し込み、分割溝３８ａの改質領域２３、２４からクラックを生じさせた。このようにして、分割溝３８ａに沿って短冊状ウェハーを分割して、長辺の長さが４００μｍであり、短辺の長さが２４０μｍである複数の平面視略長方形状のＩＩＩ族窒化物半導体発光素子（発光チップ２０）とした。
実施例１において得られた発光チップ２０のＬＥＤ特性は、電圧Ｖｆが３．１１Ｖのとき、発光波長が４５２ｎｍであり、発光出力が１８．５ｍＷであった。

図９は、実施例１における発光チップ２０の形状を説明する図である。図９（ａ）は実施例１の発光チップ２０を上から見た平面図、図９（ｂ）は発光チップ２０の長辺側から見た側面図、図９（ｃ）は発光チップ２０の短辺側から見た側面図である。
そして、基板表面１０ａに対して垂直な面を基準にして、図９（ｂ）に示すように、発光チップ２０の長辺側から見たときの短辺側の側面２６の傾斜する角度を、図中左側を傾斜角θ１、図中右側を傾斜角θ２とし、図９（ｃ）に示すように、発光チップ２０の短辺側から見たときの長辺側の側面２５の傾斜する角度を、図中上側を傾斜角θ３、図中下側を傾斜角θ４として計測評価した。その結果、短辺側の側面２６の傾斜角θ１およびθ２は０．５°および０．４°といずれの場合も切断面の傾斜角は２°以下であり、基板の表面に対して垂直な切断面であった。また、発光チップ２０の長辺側の側面２５の傾斜角θ３およびθ４は、０．３°、０．４°といずれの場合も切断面の傾斜角は２°以下であり、基板の表面に対して垂直な切断面であった。

次に、複数の発光チップ２０の発光素子部１２について、逆方向電圧Ｖｒとして５Ｖを印加し、逆方向電流Ｉｒが２μＡ以上のものを不良（ＮＧ）とする評価を行った結果不良（ＮＧ）の発生率が０．３％であった。

（実施例２〜６、比較例１、２）
図１０は、さらに実施例２〜６および比較例１、２における分割ピッチｐｈ、ｐｖ、分割溝３８ａ、３８ｂの幅ｎ１、ｎ２、サファイア単結晶のＡ面、Ｍ面との交差角α、β、基板裏面１０ｂからレーザを照射して形成される改質領域２３、２４までの距離ｄ１、ｄ２、発光チップ２０の短辺側の側面２６の傾斜角θ１、θ２、長辺側の側面２５の傾斜角θ３、θ４、不良（ＮＧ）の発生率の結果を示した図である。
但し、実施例２〜６は分割溝の幅、交差角α、βの設定以外は発光素子部１２の構造は実施例１とおなじであり、さらに基板の加工方法におけるレーザ加工工程も、実施例１と同じである。

図１１は比較例１、２における発光チップの形状を説明する図である。
比較例１、２は、基板１０の切断予定線２１ａと、サファイア単結晶のＡ面とを一致（交差角α＝０°）させ、切断予定線２１ｂと、サファイア単結晶のＭ面とを一致（交差角β＝０°）させて製作した矩形の発光チップ２０であることと、比較例２の分割溝３８ａ、３８ｂの幅ｎ１、ｎ２が３０μｍであること以外は、発光素子部１２の構造は実施例１と同じであって、発光チップ２０の表面形状も実施例１と同じである。さらに、基板の加工方法におけるレーザ加工工程も、実施例１と同じである。

図１０から分かるように、実施例１〜６では、発光チップ２０の短辺側の側面２６の傾斜角θ１およびθ２は、いずれの実施例においても２°以下であり、基板表面１０ａに対して垂直な切断面であった。また、発光チップ２０の長辺側の側面２５の傾斜角θ３およびθ４もともに２°以内であり、基板の表面に対して垂直なチップ断面が得られている。また、実施例１〜６では、不良（ＮＧ）発生率も１％以内で良好である。
一方、比較例１、２では、発光チップ２０で、短辺側すなわちＭ面と平行な側面２６の傾斜角θ１およびθ２は５°前後であって、図１１（ｄ）に示すように、発光チップ２０を長辺側から見ると、基板１０の側面２５は平行四辺形になっている。一方、長辺側の側面２５の傾斜角θ３およびθ４は、２°以下であり、基板表面１０ａに対して垂直な切断面であった。図１１（ｃ）に示すように、発光チップ２０を短辺側からみると側面２６は長方形になっている。つまり、短辺側の側面２６が基板表面１０ａに対して傾斜していることになる。不良（ＮＧ）発生率も比較例１が９．５％、比較例２が３．２％と実施例１〜６に比べ格段と高い値を示している。
以上の説明から分かるように、実施例１〜６では、発光チップ２０の基板１０の側面２５、２６が基板表面１０ａに対して傾斜することが抑制されているため、発光チップ２０の基板１０の切断面（側面２５、２６）が切断領域から外れて発光素子部１２にかかることが抑制され、不良率を低く抑えることができた。

本発明は、半導体発光素子の製造方法に関するものであり、特に、サファイア基板を分割する際に斜めにわれることを抑制するとともに、逆方向電流を抑制して、半導体発光素子の製造効率を高めた半導体発光素子の製造方法に関するものであり、半導体発光素子を製造・利用する産業において利用可能性がある。

１０…基板、１１…オリエンテーションフラット（ＯＦ）、１２…発光素子部、１３ａ、１３ｂ…電極、１５…粘着シート、１６…金属リング、２０…発光チップ、２１ａ、２１ｂ…切断予定線、２２ａ、２２ｂ…切断予定面、３０…基板ユニット、３２…ｎ型層、３３…発光層、３４…ｐ型層、３５…透光性正極、３７…エピタキシャル層、３８ａ、３８ｂ…分割溝、４１…レーザ光発生部、４２…ダイクロイックミラー、４４…光学系、４５…レーザ光、５２…吸着ステージ

Claims (13)

1. サファイア単結晶のＣ面を表面とし、側面がサファイア単結晶のＭ面と等価な面のいずれに対しても交差する面で構成され、当該側面にレーザ照射により形成された改質領域を含む基板と、
   前記基板の前記表面上に設けられた半導体発光素子と
   を備えた半導体発光チップ。
2. 前記半導体発光チップは、表面形状が平行四辺形であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光チップ。
3. 前記半導体発光チップは、表面形状が矩形であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光チップ。
4. 前記半導体発光チップは、表面形状が台形であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光チップ。
5. 前記基板の表面において、前記側面がサファイア単結晶のＭ面に対して交差する交差角が１０°以上且つ２０°以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体発光チップ。
6. サファイア単結晶のＣ面を基板表面とし、当該表面上に複数の半導体発光素子が形成された基板の加工方法であって、
   前記基板の表面に対して垂直な面であって、且つサファイア単結晶のＭ面と等価な面のいずれに対しても交差する面を切断予定面とし、当該切断予定面に沿うように、発光素子部の各辺同士の間に分割溝を形成する工程と、
   前記切断予定面内に、前記基板の一方の面から、レーザ光を集光して照射し、当該基板の内部に改質領域を形成するレーザ加工工程と、
   前記改質領域を起点にして前記基板を切断して、それぞれが前記半導体発光素子を含む複数の半導体発光チップに分割するブレーキング工程と
   を含む基板の加工方法。
7. 前記改質領域は、前記レーザ光が前記基板を走査することにより形成されることを特徴とする請求項６に記載の基板の加工方法。
8. 前記半導体発光チップは、表面形状が平行四辺形であることを特徴とする請求項６または７に記載の基板の加工方法。
9. 前記半導体発光チップは、表面形状が矩形であることを特徴とする請求項８に記載の基板の加工方法。
10. 前記半導体発光チップは、表面形状が台形であることを特徴とする請求項６または７に記載の基板の加工方法。
11. 前記半導体発光チップは、前記切断予定面に沿うように設けられた前記分割溝の幅が１０μｍ以上且つ３０μｍ以下であることを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の基板の加工方法。
12. 前記基板は、前記切断予定面のいずれか１つと平行するオリエンテーションフラットを備えることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１項に記載の基板の加工方法。
13. 請求項６ないし１２のいずれか１項に記載の基板の加工方法により製造された半導体発光チップ。

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