JP2013235867A - 半導体チップの製造方法 - Google Patents

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敏彦 嶋
Takahide Shiroichi
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Abstract

【課題】基板の裏面に特徴的な構造を有するLEDチップを、内部集光法を用いて製造する方法を提供する。
【解決手段】一方の主面126およびその反対側の他方の主面127を有する基板120’の前記一方の主面126の側に半導体層110’が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してレーザ光を照射して、前記ウェハの内部に前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する工程と、前記改質領域を形成した後に前記基板の前記他方の主面上にその全面を覆うメタル膜Mを形成する工程と、を含むLEDチップの製造方法。
【選択図】図11

Description

本発明は、半導体チップの製造方法に関する。
窒化ガリウム系LEDチップは、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaNなどの窒化ガリウム系半導体層をC面サファイア基板の上にエピタキシャル成長法によって形成してなるウェハを分断してチップ化することにより製造される。サファイアは六方晶系の結晶構造を有することから、C面サファイア基板を含む半導体ウェハを分断して、平面形状が矩形の半導体チップを歩留まりよく得ることは容易ではない。通常、このような半導体ウェハの分断は、ダイヤモンドスクライバーやレーザスクライバーを用いてウェハの表面に溝を形成し、その溝を利用してブレーキングすることにより行われているが、サファイア基板の厚さ方向に対して傾斜を有する分断面が形成され易い。そこで、このように傾斜した分断面が形成されても、半導体層が素子として機能する部位で割れないようにするための半導体チップ製造方法が提案されている(例えば、特許文献1)。
最近、半導体ウェハの分断方法として、ウェハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、該集光点の位置に改質領域を形成することによりウェハを分割する方法(以下「内部集光法」とも呼ぶ)が開発され、サファイア基板を用いたLED用ウェハの分割方法としても普及しつつある(例えば、特許文献2、特許文献3、特許文献4)。
特開2005−191551号 特開2003−338468号 特開2008−6492号 国際公開第2009/020033号
半導体チップの平面形状は、典型的には矩形であり、上記の窒化ガリウム系LEDチップであれば、例えば、その一対の辺はC面サファイア基板の結晶構造におけるA軸に平行にされ、他の一対の辺は該結晶構造におけるM軸に平行にされる。特許文献4に記載されているように、C面サファイア基板の割れ方には再現性の高い癖が認められる。すなわち、M軸に平行に改質領域を形成してそれを起点として分断すると、基板の主面に略直交する分断面が形成される。一方、A軸に平行に改質領域を形成してそれを起点として分断すると、基板の主面に直交する面に対して傾斜した分断面が形成される。以下では、このように基板の主面に直交する面に対して傾斜した分断面が形成されることを「斜め割れ」と呼ぶことにする。
改質領域を起点としてサファイア基板を分断する際に生じる斜め割れは、半導体層の素子機能部が割れたり欠けたりする不良を引き起こす。かかる不良を低減するひとつの方法は、改質領域を半導体層に近づけることである。しかしながら、半導体層に余りに近い改質領域の形成に伴う発熱は、半導体層の著しい熱劣化を引き起こす。従って、斜め割れによる不良の発生と、半導体層の熱劣化による不良の発生の、両方を同時に抑えることができれば、内部集光法を用いて製造される半導体チップの歩留まりを向上させうると考えられる。
本発明は、本発明者による以上のような着想に基づいてなされたものであり、半導体チップの歩留まりの向上に有利な技術を提供することを主たる目的とする。
また、本発明は、一の側面において、LEDチップの出力の向上に有利な技術を提供することを目的とする。
また、本発明は、一の側面において、基板の裏面に特徴的な構造を有するLEDチップを、内部集光法を用いて製造する方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、一の側面において、基板の裏面に特徴的な構造を有するLEDチップを提供することを目的とする。
本発明の第1の側面は、半導体チップの製造方法に係り、該製造方法は、第1主面およびその反対側の第2主面を有する基板の前記第1主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してその内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な第1改質領域を第1方向に沿って形成する第1照射工程と、前記ウェハに対してその内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な第2改質領域を前記第1方向とは異なる第2方向に沿って形成する第2照射工程とを含み、前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面から前記第1照射工程における集光点までの最小距離をDmin1、前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面から前記第2照射工程における集光点までの最小距離をDmin2としたとき、Dmin1<Dmin2であることを特徴とする。
前記第1の側面に係る製造方法は、前記第1改質領域を利用して前記ウェハを分断したときに形成される分断面の前記第1方向に平行で前記第1主面に直交する第1平面からの乖離量の最大値が、前記第2改質領域を利用して前記ウェハを分断したときに形成される分断面の前記第2方向に平行で前記第1主面に直交する第2平面からの乖離量の最大値より大きい場合に、好ましく用いうる。例えば、前記基板がC面サファイア基板であり、前記第1方向が前記C面サファイア基板のA軸に沿う方向であり、前記第2方向が前記C面サファイア基板のM軸に沿う方向である場合である。前記第1の側面に係る製造方法は、また、前記第1方向に沿って形成される分断面に許容される理想的分断面からの乖離量よりも、前記第2方向に沿った分断に許容される同乖離量が大きい場合に、好ましく用いうる。
前記第1の側面に係る製造方法において、前記ウェハは、前記半導体層が形成された側の面に、前記第1方向に沿った第1素子分離溝と前記第2方向に沿った第2素子分離溝とを有しうる。この場合には、前記Dmin1は前記第1素子分離溝の底面から前記第1照射工程における集光点までの最小距離であり、前記Dmin2は前記第2素子分離溝の底面から前記第2照射工程における集光点までの最小距離である。前記第1の側面に係る製造方法は、前記第1素子分離溝の幅よりも前記第2素子分離溝の幅が広い場合に、好ましく用いうる。
前記第1の側面に係る製造方法において、前記第1照射工程では、前記Dmin1を5μm以上50μm以下の範囲内に調整しうる。
前記第1の側面に係る製造方法において、Dmin1とDmin2の差は10μm以上に調整しうる。
前記第1の側面に係る製造方法において、前記半導体チップの平面形状は長辺および短辺を有する矩形でありうる。このとき、前記短辺が前記第1方向に沿っていてもよい。
本発明の第2の側面は、半導体チップの製造方法に係り、該製造方法は、一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成された
ウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してその内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する照射工程を含み、前記照射工程では、前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面を基準とする集光点の深さを周期的に変化させることを特徴とする。
前記第2の側面に係る製造方法において、集光点の深さ変化の周期は、前記1つの方向に沿って形成される半導体チップの側面の長さの、好ましくは2分の1以下、より好ましくは5分の1以下、特に好ましくは10分の1以下である。また、前記第2の側面に係る製造方法において、1周期内での集光点の深さの変化幅(最大深さと最小深さとの差)は、前記ウェハの厚さの3分の1以上、さらには2分の1以上としうる。
本発明の第3の側面は、半導体チップの製造方法に係り、該製造方法は、一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してその内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する照射工程を含み、前記ウェハは、前記レーザ光が照射される側とは反対側の表面上の該レーザ光が通過する部位に反射防止構造を有することを特徴とする。
前記第3の側面に係る製造方法において、前記反射防止構造は反射防止膜またはモスアイ構造でありうる。また、前記第3の側面に係る製造方法では、前記照射工程において前記レーザ光を前記一方の主面に対して垂直でない方向から前記ウェハに対して照射しうる。
本発明の第4の側面は、LEDチップの製造方法に係り、該製造方法は、一方の主面およびその反対側の他方の主面を有するC面サファイア基板の前記一方の主面の側に窒化ガリウム系半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対して前記C面サファイア基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を前記C面サファイア基板のA軸方向に沿って形成する照射工程と、前記改質領域を利用して前記ウェハを分断する分割工程とを含み、前記照射工程においては前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面を基準とする集光点の深さを周期的に変化させ、それによって、前記分割工程で生じる分断面には前記集光点の深さ変化の周期に対応する周期で凹部と凸部が交互に配置された波型の凹凸面が含まれることを特徴とする。
前記第4の側面に係る製造方法において、前記LEDチップの平面形状は長辺および短辺を有する矩形でありうる。このとき、前記長辺が前記A軸方向に沿っていてもよい。
本発明の第5の側面は、半導体チップの製造方法に係り、該製造方法は、一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、第1スキャン方向に沿って前記ウェハをレーザ光でスキャンして、前記ウェハの内部に前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を前記第1スキャン方向に沿って形成する第1スキャン工程と、前記第1スキャン方向と異なる第2スキャン方向に沿って前記ウェハをレーザ光でスキャンして、前記ウェハの内部に前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を前記第2スキャン方向に沿って形成する第2スキャン工程とを含み、前記第1スキャン工程におけるレーザ光スキャン速度が前記第2スキャン工程におけるレーザ光スキャン速度よりも高く、前記第1スキャン工程および前記第2スキャン工程で形成される改質領域を利用して前記ウェハを分割して得られる半導体チップの平面形状が、前記第1スキャン方向に沿った2つの短辺と前記第2スキャン方向に沿った2つの長辺を有する平行四辺形であることを特徴とする。
本発明の第6の側面は、LEDチップの製造方法に係り、該製造方法は、一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してレーザ光を照射して、前記ウェハの内部に
前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する工程と、前記改質領域を形成した後に前記基板の前記他方の主面上にその全面を覆うメタル膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の第7の側面は、LEDチップの製造方法に係り、該製造方法は、一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成され、前記他方の主面が粗い面であるウェハを準備する工程と、前記基板の前記他方の主面上に多成分ガラス(compound glass)からなる平坦化膜を形成する工程と、前記平坦化膜を形成した前記ウェハに対して前記基板の前記他方の主面側からレーザ光を照射して、前記ウェハの内部に前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の第8の側面は、LEDチップに係り、該LEDチップは、一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板と、前記基板の前記一方の主面の側に形成された半導体層とを有し、前記基板の前記他方の主面はポリッシング仕上げされており、前記他方の主面上には無機材料からなるアモルファス膜である透光性の下地層を介してメタル膜が形成されていることを特徴とする。
本発明の第9の側面は、LEDチップに係り、該LEDチップは、一方の主面およびその反対側の他方の主面を有し、前記他方の主面が粗い面である基板と、前記基板の前記一方の主面の側に形成された半導体層とを有し、前記基板の前記他方の主面に多成分ガラスからなる平坦化膜が形成され、前記平坦化膜上にメタル膜が形成されていることを特徴とする。
本発明の前記第1乃至第3および第5の側面によれば、半導体チップの歩留まりの向上に有利な技術が提供される。
本発明の前記第4の側面によれば、LEDチップの出力の向上に有利な技術が提供される。
本発明の前記第6および第7の側面によれば、基板の裏面に特徴的な構造を有するLEDチップを、内部集光法を用いて製造する方法が提供される。
本発明の前記第8および第9の側面によれば、基板の裏面に特徴的な構造を有するLEDチップが提供される。
本発明の実施形態に係るLEDチップの構成を模式的に示す断面図である。 準備工程で準備されるウェハの構造例を示す断面図である。 レーザ光の集光点と該レーザ光の照射によってウェハに形成される改質領域との関係を模式的に示す断面図である。 レーザ光照射装置を用いてウェハに対して第1方向に沿って第1改質領域を形成する第1照射工程を説明するための斜視図である。 レーザ光照射装置を用いてウェハに対して第2方向に沿って第2改質領域を形成する第2照射工程を説明するための斜視図である。 分割工程を経て得られる1つの半導体チップの構成を模式的に示す斜視図である。 斜め割れを模式的に説明するための断面図である。 集光点の深さを周期的に変更することを説明する図である。 ウェハにおける半導体チップの配置を説明するための図である。 準備工程で準備されるウェハの構造例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るLEDチップの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係るLEDチップの構成を模式的に示す断面図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る製造方法により製造される半導体チップの典型例であるLEDチップについて、その構成を模式的に示す断面図である。LEDチップ100は、第1主面126およびその反対側の第2主面127を有する基板120’の第1主面126の側に半導体層110’が形成された構成を有する。基板120’はC面サファイア基板である。半導体層110’は、例えば、窒化ガリウム系半導体層であり、基板120’の第1主面126の上に順に形成された第1導電型層(例えば、n型層)112’と、活性層114と、第2導電型層(例えば、p型層)116とを含む。第2導電型層116の表面には上部電極132が形成されている。第2導電型層112’の一部露出した表面には、下部電極134が形成されている。チップの周囲に存在する段差150’は、後述する素子分離溝150の名残である。
図2〜図5を参照しながらLEDチップ100の製造方法を説明する。LEDチップ100の製造方法は、ウェハ200を準備する準備工程と、レーザ光照射装置を用いてウェハ200に対して第1方向に沿って第1改質領域122aを形成する第1照射工程と、レーザ光照射装置を用いてウェハ200に対して第2方向に沿って第2改質領域122bを形成する第2照射工程と、第1改質領域122aおよび第2改質領域122bを利用してウェハを分断することによってウェハ200を複数のLEDチップ100に分割する分割工程とを含む。ここで、第1方向と第2方向とは異なる方向であればよいが、典型的には、相互に直交する方向である。
準備工程で準備されるウェハ200の構成を図2に示す。ウェハ200は、第1主面126およびその反対側の第2主面127を有する基板120の第1主面126の側に半導体層110が形成された構造を有する。ここで、基板120を分割したものが前述の基板120’であり、半導体層110を分割したものが前述の半導体層110’であり、第1導電型層112を分割したものが第1導電型層112’である。
ウェハ200に含まれる基板120はジャスト基板またはオフアングル付きの基板でありうる。後者の場合のオフ角は0〜±10°でありうる。基板120の形状およびサイズに特段の限定はなく、例えば、直径2インチ〜6インチの円盤状でありうるし、あるいは、50mm〜150mm角の板状でありうる。基板120の厚さは、後述の分割工程に供される段階において0.05mm〜0.3mm、好ましくは0.08mm〜0.2mmである。通常、C面サファイア基板を用いた窒化ガリウム系LEDチップの製造では、0.4〜1.5mmの厚さで供給されるC面サファイア基板を用いて窒化ガリウム系半導体層のエピタキシャル成長工程と電極形成工程が行われる。電極形成工程の後、内部集光法を用いてウェハを分割する直前(レーザ光を照射する工程の直前)に、サファイア基板の裏面にグラインディングおよびラッピングが施され、その厚さが上記範囲内に減じられる。
第1導電型層112、活性層114および第2導電型層116を含む半導体層110はエピタキシャル成長法により基板120上に形成されている。窒化ガリウム系半導体のエピタキシャル成長にはMOVPE法、MBE法、スパッタ法などの気相法が用いられる。半導体層110の厚さは通常3μm〜15μmであり、好ましくは4μm〜10μmである。第2導電型116の表面には上部電極132が形成され、また、エッチングにより形成された第1導電型層112の一部露出面には、下部電極134が形成されている。
ウェハ200には、また、素子分離溝150が形成されている。素子分離溝150は、エッチングによって、少なくとも第1導電型層112に達する深さに形成されている。素子分離溝150の底には、基板120が露出していてもよいし、露出していなくてもよい。後述の第1照射工程および第2照射工程において照射されるレーザ光を反射または散乱させてウェハ200の内部に拡げないように、素子分離溝150の底は第1主面126に平行に形成されている。
素子分離溝150の幅は、後述の分割工程に供される段階における基板120の厚さが0.1mmの場合であれば、斜め割れが生じない方向については25μm程度まで狭くしうる。該段階における基板120の厚さが小さいほど、素子分離溝150の幅を狭いものとしうる。素子分離溝150の幅に上限はないが、必要以上に広くすると、機能部位である活性層114および電極134の形成に利用される領域が狭くなるためLEDチップ100の製造コストが上昇する。
通常、ウェハ200の第1主面は、電極132、134の表面を除いて透光性の絶縁保護膜(図示せず)で被覆されている。
基板120の第2主面127のうち、後述の第1照射工程および第2照射工程において照射されるレーザ光が通過する部分は、該レーザ光を強く散乱させないよう、ラッピングおよび/またはポリッシングにより形成される鏡面となっている。鏡面である代わりに、後述のモスアイ構造を有する凹凸面であってもよい。該第2の主面127全体がポリッシングにより平滑性の高い鏡面とされている場合、該第1照射工程および第2照射工程におけるレーザ光の集光点の深さ制御が容易になる他、該第2主面127上に必要に応じて形成される金属反射膜または誘電体反射膜の反射率が高くなる。
第1照射工程では、図4に示すように、レーザ光によるウェハ200のスキャンを第1方向22に沿って行う。多光子吸収を発生させることのできるレーザを用いて、ウェハ200の内部に集光点(図6のF1)を合わせてスキャンすることにより、ウェハ200の内部に、ウェハ200の分断に利用可能な第1改質領域(図6の122a)を第1方向22に沿って形成することができる。ここで、第1方向22は任意の方向であってよいが、一例では、ウェハ200を構成している基板120のA軸(サファイアのA軸)に平行な方向としうる。ウェハ200が厚い場合には、追加的なレーザ光の照射によって第1改質領域122aに沿った追加的な改質領域を、該第1改質領域よりも半導体層120から離れた位置に形成しうる。
第2照射工程では、図5に示すように、第2方向24に沿ってウェハ200をレーザ光でスキャンする。多光子吸収を発生させることのできるレーザを用いて、ウェハ200の内部に集光点(図6のF2)を合わせてスキャンすることにより、ウェハ200の内部に、ウェハ200の分断に利用可能な第2改質領域(図6の122b)を第2方向24に沿って形成することができる。ここで、第2方向24は前記第1の方向22と異なる任意の方向としうるが、一例では、ウェハ200を構成している基板120のM軸(サファイアのM軸)に平行な方向としうる。ウェハ200が厚い場合には、追加的なレーザ光の照射によって第2改質領域122bに沿った追加的な改質領域を、該第2改質領域よりも半導体層120から離れた位置に形成しうる。
第1照射工程および第2照射工程で使用しうる好ましいレーザ光源は、フェムト秒レーザ、ピコ秒レーザ、ナノ秒レーザなどのパルスレーザであり、例えば、Nd:YAGパルスレーザ、Nd:YVOパルスレーザ、Nd:YLFパルスレーザ、チタンサファイアパルスレーザなどである。
図3は、レーザ光の集光点Fと、該レーザ光の照射によってウェハ200に形成される
改質領域122との関係を模式的に示している。内部集光法では集光点から見てレーザ光が入射する側に改質領域が形成されるので、集光点Fを基板120の内部に設定してレーザ光を基板120の第2主面127の側から照射した場合には、図3に示すように、集光点Fを第1主面126側の端とする改質領域122が基板120の内部に形成される。基板の厚さ方向の広がりが約20μmの改質領域を形成することにより、厚さ100μmのC面サファイア基板を分断しうる。改質領域の形成時に集光点では著しい発熱が起こり、その温度は数千度にも達する。発生した熱の一部は半導体層110に伝播し、熱劣化によるLEDチップの歩留まり低下(不良の増加)の原因となる。
以下では、ウェハ200の内部における集光点Fの位置は、該ウェハの半導体層110が形成された側の表面の位置を基準として説明される。従って、ウェハ200が素子分離溝150を有する場合には、素子分離溝150の底面の位置が基準となる。図3において、Dminは、素子分離溝150の底面から集光点Fまでの最小距離を意味している。この距離が一定である場合には、当該距離は常に最小距離である。上述のように、内部集光法では集光点から見てレーザ光が入射する側に改質領域が形成されるので、基板120の第2主面127の側からレーザ光をウェハ200に照射した場合には、素子分離溝150の底面から集光点Fまでの距離は、該底面から改質領域122までの距離と略等しくなる。
分割工程では、第1方向22に沿って形成された第1改質領域122aと第2方向24に沿って形成された第2改質領域122bとを利用してウェハ200を割ることによって、ウェハ200を複数のLEDチップ100に分割する。ウェハを割る際にはブレーキング装置を好ましく使用することができるが、他の手段を用いてもよい。
図6は、分割工程を経て得られる1つのLEDチップ100の構成を模式的に示す斜視図である。LEDチップ100の形状は略直方体であり、第1方向(ここではA軸)に沿った一対(2つ)の側面101と、第2方向(ここではM軸)に沿った一対(2つ)の側面102とを有する。側面101には、集光点F1に対応する深さに第1改質領域122aが形成され、側面102には、集光点F2に対応する深さに第2改質領域122bが形成されている。この例では、第1照射工程における素子分離溝150の底面から集光点F1までの最小距離Dmin1が、第2照射工程における素子分離溝150の底面から集光点F2までの最小距離Dmin2よりも小さい(Dmin1<Dmin2)。なお、便宜上、図6では集光点F1、F2がそれぞれ改質領域122a、122bの中央付近に位置するように描かれているが、実際には、基板120に対しレーザ光を上方(第2主面127側)から入射させた場合には、集光点F1、F2の位置はそれぞれ改質領域122a、122bの下端となり、反対に、下方(第1主面126側)から入射させた場合には、集光点F1、F2の位置はそれぞれ改質領域122a、122bの上端となる。
第1改質領域122aの形成に伴う発熱に起因する半導体層110の劣化を抑えるために、図8に例示するように集光点F1の深さを周期的に変化させることができる。同様に、第2改質領域122bの形成に伴う発熱による半導体層110の劣化を抑えるために、同図に例示するように集光点F2の深さを周期的に変化させることができる。この場合、集光点の深さ変化の周期は、集光点F1については、第1改質領域122aに沿って形成されるLEDチップの側面101の長さ(図8の例ではA軸方向の長さ)の、好ましくは2分の1以下、より好ましくは5分の1以下、特に好ましくは10分の1以下である。また、集光点F2については、第2改質領域122bに沿って形成されるLEDチップの側面102の長さ(図8の例ではM軸方向の長さ)の、好ましくは2分の1以下、より好ましくは5分の1以下、特に好ましくは10分の1以下である。LEDチップ100の側面101、102上における集光点F1、F2それぞれの軌跡は図8の例では矩形波状であるが、限定されるものではなく、正弦波状、三角波状、のこぎり波状、台形波状などであってもよい。1周期内での集光点の深さの変化幅(最大深さと最小深さとの差)は、ウェ
ハの厚さの3分の1以上、さらには2分の1以上としうる。
C面サファイア基板に対してA軸に沿って改質領域を形成してそれを起点として該基板を分断すると、図7(a)に模式的に示すように、該基板の主面に直交する平面に対して傾斜した分断面が形成される傾向が認められる。一方、C面サファイア基板に対してM軸に沿って改質領域を形成してそれを起点として該基板を分断すると、図7(b)に模式的に示すように、該基板の主面にほぼ直交する分断面が形成される傾向が認められる。即ち、A軸に沿った改質領域およびM軸に沿った改質領域を同一条件で形成した場合において、A軸に沿ってウェハを分断したときに形成される分断面の理想的分断面(A軸に平行で第1主面126に直交する平面)からの乖離量701の最大値は、M軸に沿ってウェハを分断したときに形成される分断面の理想的分断面(M軸に平行で第1主面126に直交する平面)からの乖離量702の最大値より大きい。
ここで、乖離量の最大値が大きいことは、前述の斜め割れの程度が高いこと、即ち、半導体層が素子機能部において割れた不良チップが発生する確率が高いことを意味する。このような不良チップの発生を抑えるためには、素子分離溝の底面からレーザ光の集光点までの距離を小さくすることが好ましい。しかしながら、この距離を小さくするにつれて、改質領域の形成時に発生する熱に起因する半導体層の劣化は著しいものとなる。
ゆえに、第1方向22がサファイアのA軸に平行であり、第2方向24がサファイアのM軸に平行である場合には、Dmin1<Dmin2とすることが望ましい。ここで、Dmin1は第1方向に沿って第1改質領域122aを形成する際の、ウェハ200の半導体層110が形成された側の表面からレーザ光の集光点F1までの最小距離であり、Dmin2は第2方向に沿って第2改質領域122bを形成する際の、ウェハ200の半導体層110が形成された側の表面からレーザ光の集光点F2までの最小距離である。Dmin1<Dmin2とすることにより、第1改質領域122aを起点とするウェハ200の斜め割れに起因した不良チップの発生を抑えつつ、第2改質領域122bの形成時の発熱に起因する不良チップの発生を抑えることができる。改質領域形成時の発熱に起因する不良チップとは、該発熱による半導体層の熱劣化のために素子特性(例えば発光効率)が低下した不良チップである。Dmin1とDmin2の差は10μm以上、さらには20μm以上に調整しうる。
第1照射工程および第2照射工程において、レーザ光をウェハ200に対し半導体層110が形成された側とは反対側から照射する場合に、Dmin1<Dmin2という条件を採用するにあたっては、Dmin1は5μm以上50μm以下、好ましくは10μm以上30μm以下の範囲内に調整され、Dmin2は40μm以上、好ましくは50μm以上に調整される。集光点の深さは、分割工程に供される段階においてウェハ内部に分断に利用可能な改質領域が存在するように決定すればよいので、例えば該段階におけるウェハ200の厚さが100μmの場合であれば、Dmin2は好ましくは80μm以下の範囲内で調整しうる。Dmin2がある一定値を超えた範囲では、第2改質領域の形成にともなう半導体層の熱劣化の程度がDmin2に実質的に依存しなくなることがありうる。その場合はDmin2を該範囲内の最小値に設定してもよい。
第1照射工程および第2照射工程においてレーザ光をウェハ200に対し半導体層110が形成された側から照射する場合に、Dmin1<Dmin2という条件を採用するにあたっては、Dmin1を25μm以上70μm以下の範囲内に調整し、Dmin2を60μm以上に調整することができる。例えば分割工程に供される段階におけるウェハ200の厚さが100μmの場合であれば、Dmin2は好ましくは95μm以下の範囲内で調整しうる。
レーザ光をウェハ200に対しいずれの側から照射するにせよ、Dmin1<Dmin2という条件を採用するにあたり、集光点F1およびF2の位置は基板120の内部とする(半導体層110の内部ではなく)ことが、レーザ光の照射による半導体層110の熱劣化に起因する不良チップの発生を抑えるうえで好ましい。
min1<Dmin2という条件は、図8に示す例のように、集光点の深さを周期的に変化させる場合においても採用しうる。
LEDチップ100の上面を長方形(長辺および短辺を有する矩形)とする場合に、Dmin1<Dmin2という条件を採用するにあたっては、第1方向に沿った辺が短辺となり、第2方向に沿った辺が長辺となるように、ウェハ上にLEDチップを配置することが好ましい。したがって、第1方向がサファイアのA軸方向、第2方向がサファイアのM軸方向である場合には、図9に示すチップ配置C1を採用することが好ましい。その理由は、第1改質領域122aの形成に伴う半導体層110の熱劣化の度合が、第2改質領域122bの形成に伴うそれよりも大であるため、第1改質領域122aの方向(第1方向)を短辺に沿わせた方が、1つのLEDチップ100に含まれる半導体層110の熱劣化した部分の量が少なくなるからである。このようなチップ配置による効果は、該長辺の長さの該短辺の長さに対する比率が大きくなるにつれて顕著となる。例えば、該比率が2以上のときである。
min1<Dmin2という条件の採用により歩留まりの改善効果が得られるのは、基板がC面サファイア基板であり、かつ、第1方向、第2方向がそれぞれA軸、M軸に平行である場合だけに限らない。次のような場合においては、基板が特定方向に斜め割れする傾向を有さなくても、Dmin1<Dmin2という条件の採用が有利となる。それは、第1方向に沿って形成される分断面に許容される理想的分断面からの乖離量(図7参照)よりも、第2方向に沿った分断に許容される同乖離量が大きい場合である。具体例としては、第1方向に沿った素子分離溝よりも第2方向に沿った素子分離溝を幅広に形成する場合がある。素子分離溝の幅を第1方向と第2方向とでこのように相違させると同時に、Dmin1<Dmin2とすることにより、半導体層が素子機能部において割れた不良チップの発生を抑制しつつ、第2改質領域の形成に伴う半導体層の熱劣化を軽減しうる。半導体チップの上面形状が長方形であるときには、さらに、該長方形の短辺を第1方向に沿わせ、長辺を第2方向に沿わせることにより、熱劣化による不良チップの発生をより効果的に抑制しうる。
好ましい一例では、C面GaN基板を用いた半導体チップを製造するにあたり、第1方向(A軸方向またはM軸方向)に沿った素子分離溝の幅を10μ〜20μm、第1方向に直交する第2方向に沿った素子分離溝の幅を25〜40μmに形成するとともに、Dmin1<Dmin2とすることができる。C面GaN基板では、A軸に沿った分断面が形成されるように基板を分断するときと、M軸に沿った分断面が形成されるように基板を分断するときとで、形成される分断面の傾斜に殆ど違いがない。
第1照射工程および第2照射工程においては、レーザ光のスキャン速度を高くする程、スキャン時間が短くなる。このことは、製造効率の改善にとって好ましいだけでなく、ウェハが受けるスキャン長あたりのレーザ光エネルギーが小さくなることから、半導体層の熱劣化の防止のうえでも有用である。しかし、スキャン速度を高くし過ぎた場合には改質領域の形成が不十分となり、分割工程における不良の発生頻度が高くなる。
パルスレーザを使用した場合を例にすると、スキャン速度を高くしていくにつれて基板内部でパルス照射を受ける部位同士の間隔が広くなり、やがては改質領域がスキャン方向に連続しなくなる。改質領域同士の間隔が広くなると、ブレーキング装置などを用いてウェハに外力を加えたときに、ひとつの改質領域を起点として発生する割れが他の改質領域
を通らない方向に進展して、半導体層の素子機能部に達する不良が発生することになる。
上記の考察から、レーザのスキャン速度を高くする場合には、分割工程における不良の発生頻度が高くなり過ぎない範囲で行う必要がある。また、LEDチップ100の上面を長方形とする場合には、該長方形の短辺に沿った方向のレーザスキャン速度を、該長方形の長辺に沿った方向のスキャン速度よりも高くすることができる。つまり、短辺に沿った方向の改質領域の形成は、長辺に沿った方向と比較して、不十分であってもよい。その理由は、梃子の原理によって、ウェハに外力を加えた際、短辺に沿った方向の破断の方が長辺に沿った方向の破断よりも容易に生じるからである。
以下では、その他の好適な実施形態について説明する。
改質領域の形成に伴う半導体層110の熱劣化は、図10に示す例のように、素子分離溝150の表面に反射防止構造ARを設けることによって抑制しうる。この反射防止構造ARは、半導体層110が形成された側とは反対側からウェハ200の内部に入射したレーザ光のうち、改質領域の形成過程で消費されない余剰成分(集光点でウェハに吸収されない成分)を、素子分離溝の底面を通して速やかにウェハの外部に放出させる働きをする。そ・BR>黷ノよって、該余剰成分がウェハ内部を伝播して電極等に達し、そこで吸収さ
れることにより生じる発熱に起因する素子の劣化が防止される。レーザ光を半導体層が形成された側からウェハに入射させる場合には、基板の第2主面上の該レーザ光が通過する部位に同様の反射防止構造を設けることにより、同様の効果を得ることができる。
反射防止構造ARは、例えば、単層もしくは多層構造の反射防止膜(光学薄膜)である。この反射防止膜はウェハ表面を保護するための保護膜を兼用しうる。あるいは、反射防止構造ARはモスアイ構造でありうる。モスアイ構造とは入射光の波長よりも短い微細構造パターンを用いた反射抑制構造として知られているものであり、その反射抑制原理や具体的構造については例えば特開2006−38928号公報を参照しうる。一般的には、円錐形や四角錐形などの錐形体の突起を規則的に配列したサブミクロンスケールの凹凸パターンが用いられ、入射する光に対する屈折率を連続的に変化させ、屈折率の不連続界面を消失させるという原理によって反射を抑制するものである。モスアイ構造は、素子分離溝の底面に露出する半導体層または基板の表面を加工することにより、あるいは、該底面上に形成する絶縁保護膜の表面を加工することにより形成しうる。
上記の反射防止構造が特に有用となるのは、C面サファイア基板などの特定方向に斜め割れを生じやすい基板の内部に、改質領域を形成するためのレーザ光をその斜め割れにより生じる分断面と平行となるように入射させる場合である。なぜなら、基板の主面に垂直でない方向からレーザ光をウェハに入射させることから、反射防止構造を設けないと、ウェハ内部に留まるレーザ光の余剰成分が基板内部をその主面に平行な方向に伝播しやすいからである。このような場合に反射防止構造として用いる反射防止膜の設計にあたっては、当該反射防止膜に対するレーザ光の入射角度を考慮すべきである。
図8に示す例において、集光点F1の深さを周期的に変化させて形成される第1改質領域122aを起点として、ウェハ200が斜め割れすることにより生じる分断面(LEDチップ100の側面101)は、図示は省略されているが、集光点の深さ変化の周期に対応する周期で凹部と凸部が交互に配置された波型の凹凸面を含むものとなる。この凹凸面では全反射が抑制されるので、活性層114で生じる光はこの凹凸面から効率よくLEDチップ100の外部に放出されることになる。したがって、このLEDチップ100は、図8の図示とは逆に、基板のA軸方向を長方形状のチップ上面の長辺に沿わせる(図9のチップ配置C2を採用する)ことによって、光取出し効率の増加による出力向上を図ることができる。
図11に示すLEDチップ100では、基板120´の第2主面127に、その実質的に全面を覆うメタル膜Mが形成されている。メタル膜MはLEDチップ110の温度を均一化する働きや、活性層114で生じる光が該基板の第2主面127からチップ外に放出されるのを防止する働きを持つ。メタル膜Mは、好ましくは、基板120側から入射する光を高い反射率で反射させるための高反射層を、基板120に接する側に含む。この高反射層は、好ましくは、Ag、Ag合金、Al、Al合金などを用いて形成することができる。かかるメタル膜Mを有するLEDチップを、内部集光法を用いてウェハを分割することにより製造する場合には、メタル膜Mを形成する前のウェハに第1照射工程および第2照射工程を行う必要がある。これは、レーザ光を基板の第2主面側から照射する場合に限らない。基板の第1主面126側から照射する場合であっても、メタル膜がレーザ光の経路上に存在すると、レーザ光を吸収して著しく発熱し、劣化するからである。
図12に示すLEDチップ100では、基板120´の第2主面127の実質的に全面を覆うメタル膜Mが、無機材料からなる透光性の下地層Uの上に形成されている。この下地層Uの屈折率が基板120´の屈折率より低いと、メタル膜Mの反射率が改善される。また、基板120´がサファイア基板のような結晶基板の場合には、下地層UをSiO膜あるいは多成分ガラス膜のようなアモルファス膜とすることにより、メタル膜Mを基板120´に強固に付着させることができる。基板120´の第2主面127が十分に平坦な場合、例えば、ラッピング仕上げされた面である場合には、第1照射工程および第2照射工程は下地層Uの形成前に行っても、形成後に行ってもよい。
基板120´の第2主面127をポリッシングにより平滑性の高い鏡面とすることにより、メタル膜Mの反射率を高くすることができる。ポリッシング仕上げされた第2主面上に、図12の例のように下地層Uを介してメタル膜Mを形成する場合には、下地層Uをアモルファス膜とすることが好ましい。アモルファス膜に比べて表面の平滑性が悪くなる結晶質膜を用いて下地層Uを形成すると、ポリッシング仕上げされた第2主面よりも下地層Uの表面平滑性が低くなる場合があるからである。
基板120´の第2主面127がラッピング仕上げされた面、あるいは研削面である場合には、下地層UをPSG(Phospho Silicate Glass)、BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)、スピンオングラス(SOG)などの多成分ガラスで形成することが好まし
い。多成分ガラスからなる薄膜は、シリコン半導体プロセスにおいて平坦化膜として使用されており、リフローすることによってその表面は下地面よりも平滑なものとなる。また、多成分ガラスはケイ酸を主成分とするので、通常1.5以下の低い屈折率(サファイアの1.7よりも低い)を有する。それゆえに、多成分ガラスで下地層Uを形成することはメタル膜Mの反射率を改善するうえでも有用である。
基板120の第2主面127が研削面のような粗い面である場合、そのままでは、第1照射工程および第2照射工程において、第2主面127側からレーザ光を照射することはできない。レーザ光源と第2主面127との間隔を一定に制御することが難しく、そのためにレーザ光の集光点の位置を制御できないからである。しかし、該第2主面127が粗い面であっても、その上に前述の多成分ガラスを用いた平坦化膜を形成すれば、第1照射工程および第2照射工程において第2主面側127側からレーザ光を照射することが可能となる。この平坦化膜を有機ポリマー材料で形成することは難しい。なぜなら、内部集光法で好ましく用いられるNd:YAGレーザ、Nd:YVOレーザ、Nd:YLFレーザ、チタンサファイアレーザなどが発する赤外波長の光は、有機ポリマー材料により強く吸収されるからである。
基板120の第2主面127に形成した、多成分ガラスからなる平坦化膜は、第1照射工程および第2照射工程の完了後、LEDチップの構造中に残してもよい。その一例では
、図12のLEDチップのように、この平坦化膜をメタル膜Mの下地層Uとして用いることができる。一方、この平坦化膜は、第1照射工程および第2照射工程が終了したら除去することも可能である。多成分ガラスからなる薄膜は、酸またはアルカリを用いて容易に溶解させることができる。
本発明の実施形態に係る半導体チップの製造方法には、次の(1)〜(11)に記載の方法が含まれる。
(1)第1主面およびその反対側の第2主面を有する基板の前記第1主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してその内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な第1改質領域を第1方向に沿って形成する第1照射工程と、前記ウェハに対してその内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な第2改質領域を前記第1方向とは異なる第2方向に沿って形成する第2照射工程とを含み、前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面から前記第1照射工程における集光点までの最小距離をDmin1、前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面から前記第2照射工程における集光点までの最小距離をDmin2としたとき、Dmin1<Dmin2である、半導体チップの製造方法。
(2)前記第1改質領域を利用して前記ウェハを分断したときに形成される分断面の前記第1方向に平行で前記第1主面に直交する第1平面からの乖離量の最大値が、前記第2改質領域を利用して前記ウェハを分断したときに形成される分断面の前記第2方向に平行で前記第1主面に直交する第2平面からの乖離量の最大値より大きい、前記(1)に記載の製造方法。
(3)前記基板がC面サファイア基板であり、前記第1方向が該C面サファイア基板のA軸に沿った方向であり、前記第2方向が該C面サファイア基板のM軸に沿った方向である、前記(2)に記載の製造方法。
(4)前記ウェハは前記半導体層が形成された側の面に前記第1方向に沿った第1素子分離溝と前記第2方向に沿った第2素子分離溝とを有し、前記Dmin1は前記第1素子分離溝の底面から前記第1照射工程における集光点までの最小距離であり、前記Dmin2は前記第2素子分離溝の底面から前記第2照射工程における集光点までの最小距離であり、前記第1素子分離溝の幅よりも前記第2素子分離溝の幅が広い、前記(1)に記載の製造方法。
(5)前記第1照射工程では、前記Dmin1が5μm以上50μm以下の範囲内に調整される、前記(1)〜(4)のいずれかの製造方法。
(6)Dmin1とDmin2の差が10μm以上に調整される、前記(1)〜(5)のいずれかに記載の製造方法。
(7)前記半導体チップの平面形状は長辺および短辺を有する矩形であり、該短辺が前記第1方向に沿っている、前記(1)〜(6)のいずれかの製造方法。
(8)前記第1照射工程では、前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面を基準とする集光点の深さを周期的に変化させる、前記(1)〜(7)のいずれかに記載の製造方法。
(9)前記第2照射工程では、前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面を基準とする集光点の深さを周期的に変化させる、前記(1)〜(8)のいずれかに記載の製造方法。
(10)前記ウェハは、前記第1照射工程でレーザ光が照射される側とは反対側の表面上の該レーザ光が通過する部位に反射防止構造を有する、前記(1)〜(9)のいずれかに記載の製造方法。
(11)前記ウェハは、前記第2照射工程でレーザ光が照射される側とは反対側の表面上の該レーザ光が通過する部位に反射防止構造を有する、前記(1)〜(10)のいずれかに記載の製造方法。
本発明の実施形態に係る半導体チップの製造方法には、また、次の(12)〜(14)
に記載の方法が含まれる。
(12)一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してその内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する照射工程を含み、前記照射工程では、前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面を基準とする集光点の深さを周期的に変化させる、半導体チップの製造方法。
(13)前記集光点の深さ変化の周期は、前記1つの方向に沿って形成される半導体チップの側面の長さの2分の1以下である、前記(12)に記載の製造方法。
(14)前記集光点の深さの1周期内での変化幅は、前記ウェハの厚さの3分の1以上である、前記(12)または(13)に記載の製造方法。
本発明の実施形態に係る半導体チップの製造方法には、また、次の(15)〜(17)に記載の方法が含まれる。
(15)一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してその内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する照射工程を含み、前記ウェハは、前記レーザ光が照射される側とは反対側の表面上の該レーザ光が通過する部位に反射防止構造を有する、半導体チップの製造方法。
(16)前記反射防止構造は反射防止膜またはモスアイ構造である、前記(15)に記載の製造方法。
(17)前記照射工程において前記レーザ光を前記第一方の主面に対して垂直でない方向から前記ウェハに対して照射する、前記(15)または(16)に記載の製造方法。
本発明の実施形態に係るLEDチップの製造方法には、次の(18)および(19)に記載の方法が含まれる。
(18)一方の主面およびその反対側の他方の主面を有するC面サファイア基板の前記一方の主面の側に窒化ガリウム系半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対して前記C面サファイア基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を前記C面サファイア基板のA軸方向に沿って形成する照射工程と、前記改質領域を利用して前記ウェハを分断する分割工程とを含み、前記照射工程においては前記ウェハの前記半導体層が形成された側の表面を基準とする集光点の深さを周期的に変化させ、それによって、前記分割工程で生じる分断面には前記集光点の深さ変化の周期に対応する周期で凹部と凸部が交互に配置された波型の凹凸面が含まれる、LEDチップの製造方法。
(19)前記LEDチップの平面形状は長辺および短辺を有する矩形であり、前記長辺が前記A軸方向に沿っている、前記(18)に記載の製造方法。
本発明の実施形態に係る半導体チップの製造方法には、また、次の(20)に記載の方法が含まれる。
(20)一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、第1スキャン方向に沿って前記ウェハをレーザ光でスキャンして、前記ウェハの内部に前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を前記第1スキャン方向に沿って形成する第1スキャン工程と、前記第1スキャン方向と異なる第2スキャン方向に沿って前記ウェハをレーザ光でスキャンして、前記ウェハの内部に前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を前記第2スキャン方向に沿って形成する第2スキャン工程とを含み、前記第1スキャン工程におけるレーザ光スキャン速度が前記第2スキャン工程におけるレーザ光スキャン速度よりも高く、前記第1スキャン工程および前記第2スキャン工程で形成される改質領域を利用して前記ウェハを分割して得られる半導体チップの平面形状が、前記第1スキャン方向に沿った2つの短辺と前記第2スキャン方向に沿った2つの長辺を有する平行四辺形である、半導体チップの製造方法。
本発明の実施形態に係るLEDチップの製造方法には、また、次の(21)〜(25)に記載の方法が含まれる。
(21)一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してレーザ光を照射して、前記ウェハの内部に前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する工程と、前記改質領域を形成した後に前記基板の前記他方の主面上にその全面を覆うメタル膜を形成する工程と、を含むLEDチップの製造方法。
(22)前記基板の前記他方の主面と前記メタル膜との間に、無機材料からなる透光性の下地層を設ける、前記(21)に記載の製造方法。
(23)前記下地層が前記基板よりも低い屈折率を有する、前記(22)に記載の製造方法。
(24)前記基板が結晶基板であり、前記下地層がアモルファス膜である、前記(22)または(23)に記載の製造方法。
(25)前記基板の前記他方の主面がポリッシング仕上げされており、前記下地層がアモルファス膜である、前記(22)〜(24)のいずれかに記載の製造方法。
(26)前記基板がサファイア基板であり、前記下地層がSiO膜または多成分ガラス膜である、前記(22)〜(25)のいずれかに記載の製造方法。
(27)前記基板の前記他方の主面がラッピング仕上げされており、前記下地層がリフローにより平滑化された表面を有する多成分ガラス膜である、前記(22)〜(24)のいずれかに記載の製造方法。
(28)前記基板がサファイア基板である、前記(27)に記載の製造方法。
(29)前記メタル膜が、Ag、Ag合金、AlまたはAl合金のいずれかを用いて形成される高反射層を含む、前記(21)〜(28)のいずれかに記載の製造方法。
本発明の実施形態に係るLEDチップの製造方法には、また、次の(30)〜(33)に記載の方法が含まれる。
(30)一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成され、前記他方の主面が粗い面であるウェハを準備する工程と、前記基板の前記他方の主面上に多成分ガラスからなる平坦化膜を形成する工程と、前記平坦化膜を形成した前記ウェハに対して前記基板の前記他方の主面側からレーザ光を照射して、前記ウェハの内部に前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する工程と、を含むLEDチップの製造方法。
(31)前記改質領域を形成した後、前記平坦化膜を除去する、前記(30)に記載の製造方法。
(32)前記改質領域を形成した後、前記平坦化膜の上にメタル膜を形成する、前記(30)に記載の製造方法。
(33)前記メタル膜が、Ag、Ag合金、AlまたはAl合金のいずれかを用いて形成される高反射層を含む、前記(32)に記載の製造方法。
本発明の実施形態に係るLEDチップには、次の(34)〜(38)に記載のLEDチップが含まれる。
(34)一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板と、前記基板の前記一方の主面の側に形成された半導体層とを有し、前記基板の前記他方の主面はポリッシング仕上げされており、前記他方の主面上には無機材料からなるアモルファス膜である透光性の下地層を介してメタル膜が形成されている、LEDチップ。
(35)前記下地層が前記基板よりも低い屈折率を有する、前記(34)に記載のLEDチップ。
(36)前記基板がサファイア基板である、前記(34)または(35)に記載のLEDチップ。
(37)前記下地層がSiO膜または多成分ガラス膜である、前記(36)に記載のLEDチップ。
(38)前記メタル膜が、Ag、Ag合金、AlまたはAl合金のいずれかを用いて形成される高反射層を含む、前記(34)〜(37)のいずれかに記載のLEDチップ。
本発明の実施形態に係るLEDチップには、次の(39)〜(42)に記載のLEDチップが含まれる。
(39)一方の主面およびその反対側の他方の主面を有し、前記他方の主面が粗い面である基板と、前記基板の前記一方の主面の側に形成された半導体層とを有し、前記基板の前記他方の主面に多成分ガラスからなる平坦化膜が形成され、前記平坦化膜上にメタル膜が形成されている、LEDチップ。
(40)前記平坦化層が前記基板よりも低い屈折率を有する、前記(39)に記載のLEDチップ。
(41)前記基板がサファイア基板である、前記(40)に記載のLEDチップ。
(42)前記メタル膜が、Ag、Ag合金、AlまたはAl合金のいずれかを用いて形成される高反射層を含む、前記(39)〜(41)のいずれかに記載のLEDチップ。
22 第1方向
24 第2方向
100 LEDチップ
101、102 側面
110、110’ 半導体層
112、112’ 第1導電型層
114 活性層
116 第2導電型層
120、120’ 基板
122 改質領域
122a 第1改質領域
122b 第2改質領域
126 第1主面
127 第2主面
132、134 電極
150 素子分離溝
200 ウェハ
F 集光点
F1 第1集光点
F2 第2集光点
AR 反射防止構造
M メタル膜
U 下地層

Claims (9)

  1. 一方の主面およびその反対側の他方の主面を有する基板の前記一方の主面の側に半導体層が形成されたウェハを準備する工程と、前記ウェハに対してレーザ光を照射して、前記ウェハの内部に前記ウェハの分断に利用可能な改質領域を1つの方向に沿って形成する工程と、前記改質領域を形成した後に前記基板の前記他方の主面上にその全面を覆うメタル膜を形成する工程と、を含むLEDチップの製造方法。
  2. 前記基板の前記他方の主面と前記メタル膜との間に、無機材料からなる透光性の下地層を設ける、請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記下地層が前記基板よりも低い屈折率を有する、請求項2に記載の製造方法。
  4. 前記基板が結晶基板であり、前記下地層がアモルファス膜である、請求項2または3に記載の製造方法。
  5. 前記基板の前記他方の主面がポリッシング仕上げされており、前記下地層がアモルファス膜である、請求項2〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
  6. 前記基板がサファイア基板であり、前記下地層がSiO膜または多成分ガラス膜である、請求項2〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
  7. 前記基板の前記他方の主面がラッピング仕上げされており、前記下地層がリフローにより平滑化された表面を有する多成分ガラス膜である、請求項2〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
  8. 前記基板がサファイア基板である、請求項7に記載の製造方法。
  9. 前記メタル膜が、Ag、Ag合金、AlまたはAl合金のいずれかを用いて形成される高反射層を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
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