JP2022087393A - Led element and method of manufacturing the same - Google Patents

Led element and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2022087393A
JP2022087393A JP2020199303A JP2020199303A JP2022087393A JP 2022087393 A JP2022087393 A JP 2022087393A JP 2020199303 A JP2020199303 A JP 2020199303A JP 2020199303 A JP2020199303 A JP 2020199303A JP 2022087393 A JP2022087393 A JP 2022087393A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
support substrate
substrate
led element
semiconductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020199303A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
邦亮 石原
Kuniaki Ishihara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK, Ushio Inc filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2020199303A priority Critical patent/JP2022087393A/en
Priority to TW110136984A priority patent/TW202224207A/en
Priority to CN202111449923.1A priority patent/CN114583023A/en
Publication of JP2022087393A publication Critical patent/JP2022087393A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0062Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0093Wafer bonding; Removal of the growth substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

To improve a die shear strength after being cut into chips in an LED element formed with an epitaxial layer on a support substrate different from a growth substrate.SOLUTION: An LED element 1 comprises: a support substrate 11 made of Si; a bonding layer 13 formed on an upper layer of the support substrate and made of a metal material; an n-type or p-type first semiconductor layer formed on an upper layer of the bonding layer; an active layer 25 formed on an upper layer of the first semiconductor layer; and a second semiconductor layer formed on an upper layer of the active layer and having a different conductivity type from that of the first semiconductor layer. The support substrate has a (001) plane as one principal surface, and has a rectangular plate-like shape which has a side substantially parallel to a [110] direction and a side substantially parallel to a [1-10] direction. The second semiconductor layer has a (001) plane as one principal surface, and a [100] direction or a [010] direction of the second semiconductor layer is substantially parallel to the [110] direction of the support substrate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、LED素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an LED element and a method for manufacturing the same.

近年、波長1000nm以上の赤外領域を発光波長とする半導体発光素子は、防犯・監視カメラ、ガス検知器、医療用のセンサや産業機器等の用途で幅広く用いられている。 In recent years, semiconductor light emitting elements having an infrared wavelength of 1000 nm or more as a light emitting wavelength have been widely used in applications such as crime prevention / surveillance cameras, gas detectors, medical sensors, and industrial equipment.

発光波長が1000nm以上の半導体発光素子は、これまで以下の手順で製造されるのが一般的であった(下記、特許文献1参照)。すなわち、成長基板としてのInP基板上に、InP基板に格子整合する、第一導電型の半導体層、活性層(「発光層」と称されることもある。)、及び第二導電型の半導体層を順次エピタキシャル成長させる。その後、半導体ウエハ上に電流注入のための電極を形成し、チップ状に切断して製造される。 A semiconductor light emitting device having a light emitting wavelength of 1000 nm or more has been generally manufactured by the following procedure (see Patent Document 1 below). That is, on the InP substrate as a growth substrate, a first conductive type semiconductor layer, an active layer (sometimes referred to as a "light emitting layer"), and a second conductive type semiconductor that are lattice-matched to the InP substrate. The layers are sequentially epitaxially grown. After that, an electrode for current injection is formed on the semiconductor wafer, and the electrode is cut into chips to manufacture the wafer.

従来、発光波長が1000nm以上の半導体発光素子としては、半導体レーザ素子の開発が先行して進められてきた経緯がある。一方で、LED素子については、その用途があまりなかったこともあり、レーザ素子よりは開発が進んでいなかった。 Conventionally, as a semiconductor light emitting device having a light emitting wavelength of 1000 nm or more, the development of a semiconductor laser device has been advanced in advance. On the other hand, LED elements have not been developed as much as laser elements because they have not been used so much.

しかしながら、近年、アプリケーションの広がりを受け、赤外LED素子についても光出力の向上が求められるようになってきている。InP基板は、可視光領域で用いられるGaAs基板と同様に、屈折率が3以上と高い値を示す。このため、InP基板を通じて光を取り出そうとすると、空気との界面における屈折率差に起因した全反射が生じ、光取り出し効率が低く制限されてしまう。更に、InP基板は熱抵抗が大きいため、大電流駆動において光出力が飽和状態になりやすい。このような事情から、特許文献1に開示されている構造は、高い光出力を得るLED素子を実現するには不向きであった。 However, in recent years, with the spread of applications, it has become necessary to improve the optical output of infrared LED elements. The InP substrate has a high refractive index of 3 or more, similar to the GaAs substrate used in the visible light region. Therefore, when light is taken out through the InP substrate, total reflection occurs due to the difference in refractive index at the interface with air, and the light extraction efficiency is low and limited. Further, since the InP substrate has a large thermal resistance, the optical output tends to be saturated in a large current drive. Under these circumstances, the structure disclosed in Patent Document 1 is unsuitable for realizing an LED element that obtains a high light output.

特許文献1に開示された構造よりも高い光出力を得る方法として、例えば、特許文献2に開示された構造の採用が考えられる。すなわち、高い放熱性を示す導電性の支持基板(Bなどが高濃度にドープされたSi基板等)に、エピタキシャル層が形成された成長基板を貼り合わせた後、成長基板を除去することで実現した構造が有効であると考えられる。 As a method of obtaining a light output higher than that of the structure disclosed in Patent Document 1, for example, adoption of the structure disclosed in Patent Document 2 can be considered. That is, it is realized by attaching a growth substrate on which an epitaxial layer is formed to a conductive support substrate (such as a Si substrate in which B or the like is doped with a high concentration) showing high heat dissipation, and then removing the growth substrate. It is considered that the above-mentioned structure is effective.

特開平4-282875号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-282875 特開2013-030606号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-030606

成長基板が除去された後は、チップ化のためのダイシングが行われる。その後、このチップは、Agペースト等を用いてステムに実装される。ここで、本発明者の鋭意研究の結果、ダイシングされたチップによっては、Agペーストとの間の接合力が弱くなり、充分なダイシェア強度が確保できないことが確認された。ダイシェア強度が低いと、ステムに対して安定的に固定されないおそれがあり、電気的な接触不良を起こす要因ともなるため、好ましくない。 After the growth substrate is removed, dicing for chipping is performed. The chip is then mounted on the stem using Ag paste or the like. Here, as a result of diligent research by the present inventor, it was confirmed that the bonding force with the Ag paste is weakened depending on the diced chip, and sufficient die share strength cannot be secured. If the die share strength is low, it may not be stably fixed to the stem, which may cause electrical contact failure, which is not preferable.

本発明は、かかる課題に鑑み、成長基板とは別の支持基板上にエピタキシャル層が形成されてなるLED素子において、チップ化後のダイシェア強度を向上することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to improve the die share strength after chipping in an LED element in which an epitaxial layer is formed on a support substrate different from the growth substrate.

本発明に係るLED素子は、
Siからなる支持基板と、
前記支持基板の上層に形成され、金属材料からなる接合層と、
前記接合層の上層に形成された、n型又はp型の第一半導体層と、
前記第一半導体層の上層に形成された活性層と、
前記活性層の上層に形成され、前記第一半導体層とは導電型の異なる第二半導体層とを備え、
前記支持基板は、(001)面を一方の主面とし、[110]方向に実質的に平行な辺、及び[1-10]方向に実質的に平行な辺を有した矩形板状を呈し、
前記第二半導体層は、(001)面を一方の主面とし、当該第二半導体層の[100]方向又は[010]方向が、前記支持基板の[110]方向に対して実質的に平行であることを特徴とする。
The LED element according to the present invention is
A support board made of Si and
A bonding layer formed on the upper layer of the support substrate and made of a metal material,
An n-type or p-type first semiconductor layer formed on the upper layer of the bonding layer,
The active layer formed on the upper layer of the first semiconductor layer and
A second semiconductor layer formed on the upper layer of the active layer and having a different conductive type from the first semiconductor layer is provided.
The support substrate exhibits a rectangular plate shape having a (001) plane as one main surface and having sides substantially parallel to the [110] direction and sides substantially parallel to the [1-10] direction. ,
The second semiconductor layer has a (001) plane as one main surface, and the [100] direction or the [010] direction of the second semiconductor layer is substantially parallel to the [110] direction of the support substrate. It is characterized by being.

本明細書及び図面内において、3つの整数h,k,lを用いて表記される(hkl)は面方位を示す。また、[hkl]は面(hkl)の法線方向を示す。ここで、h、k及びlは、同じ又は異なる整数でありミラー指数と呼ばれる。ミラー指数の前に表される「-」は、本来数字の頭上に表されるものであり、「バー」と呼ばれるものであるが、表記の都合上、本明細書及び図面ではミラー指数の前に表記している。 In the present specification and drawings, notation (hkl) using three integers h, k, l indicates a plane orientation. Further, [hkl] indicates the normal direction of the plane (hkl). Here, h, k and l are the same or different integers and are called the Miller index. The "-" that appears before the Miller index is originally represented above the number and is called a "bar", but for convenience of notation, it appears before the Miller index in the present specification and drawings. It is written in.

本明細書において、ある方向d1と別の方向d2とが「実質的に平行」とは、方向d1に平行な直線Ld1と、方向d2に平行な直線Ld2とが完全に平行である場合、すなわちこれら2つの直線(Ld1,Ld2)のなす角度が0°である場合は勿論のこと、これらの2つの直線のなす角度が2°以下であることを意味する。なお、方向d1と方向d2とが「実質的に平行」である場合、方向d1に平行な直線Ld1と、方向d2に平行な直線Ld2とがなす角度は、好ましくは1.5°以下であり、より好ましくは1°以下である。 In the present specification, "substantially parallel" in one direction d1 and another direction d2 means that the straight line Ld1 parallel to the direction d1 and the straight line Ld2 parallel to the direction d2 are completely parallel, that is, Not only when the angle formed by these two straight lines (Ld1 and Ld2) is 0 °, it means that the angle formed by these two straight lines is 2 ° or less. When the direction d1 and the direction d2 are "substantially parallel", the angle formed by the straight line Ld1 parallel to the direction d1 and the straight line Ld2 parallel to the direction d2 is preferably 1.5 ° or less. , More preferably 1 ° or less.

本明細書において、「GaInAsP」という記述は、GaとInとAsとPの混晶であることを意味し、組成比の記述を単に省略して記載したものである。「AlGaInAs」等の他の記載も同様である。 In the present specification, the description "GaInAsP" means that it is a mixed crystal of Ga, In, As and P, and the description of the composition ratio is simply omitted. The same applies to other descriptions such as "AlGaInAs".

本明細書において、「ピーク波長」とは発光スペクトルにおいて光出力が最も高い波長を指す。 As used herein, the term "peak wavelength" refers to the wavelength with the highest light output in the emission spectrum.

従来の方法によって、成長基板と支持基板を貼り合わせ、成長基板を剥離した後、ダイシングによってチップ化されたLED素子を、ステム等に実装すると、ダイシェア強度が不足する現象が生じた理由について、本発明者は以下のように考察している。 The reason why the phenomenon that the die share strength is insufficient when the LED element chipped by dicing after the growth substrate and the support substrate are pasted together by the conventional method and then mounted on the stem etc. has occurred. The inventor considers as follows.

エピタキシャル層が形成された成長基板(例えばInP基板)と、支持基板としてのSi基板とを貼り合わせるに際しては、安定した貼り合わせ強度と導電性の確保の観点から、両基板にそれぞれハンダ等の金属からなる接合層を成膜した状態で、これらの接合層同士を接合させるのが通常である。 When bonding a growth substrate (for example, an InP substrate) on which an epitaxial layer is formed and a Si substrate as a support substrate, a metal such as solder is attached to both substrates from the viewpoint of ensuring stable bonding strength and conductivity. It is usual that these bonding layers are bonded to each other in a state where the bonding layers made of silicon are formed into a film.

成長基板と支持基板とが貼り合わせられた後、エピタキシャル層を残して成長基板が除去される。その後、ダイシングによりウェハがチップ化される。ここで、エピタキシャル層は、膜厚が薄く機械的に脆弱であることから、エピタキシャル層に対して切削が施されると、エピタキシャル層に対して膜剥がれ等、デバイスに対して致命的なダメージが生じる可能性がある。このため、ダイシング工程の前に、ダイシング該当箇所に形成されているエピタキシャル層を、事前にエッチング等によって除去するのが通常である(メサエッチング)。 After the growth substrate and the support substrate are bonded together, the growth substrate is removed leaving an epitaxial layer. After that, the wafer is made into chips by dicing. Here, since the epitaxial layer has a thin film thickness and is mechanically fragile, if the epitaxial layer is cut, fatal damage to the device such as film peeling from the epitaxial layer is caused. It can occur. Therefore, before the dicing step, it is usual to remove the epitaxial layer formed at the relevant portion of dicing by etching or the like in advance (mesa etching).

InP基板からなる成長基板の主面に成長されたエピタキシャル層は、その化学的性質から、もとのInP基板の[110]方向及び[1-10]方向に沿って、言い換えれば、エピタキシャル層の[110]方向及び[1-10]方向に沿ってエッチングすると、直線性の高い形状が得られる。つまり、メサエッチング工程の後には、[110]方向及び[1-10]方向に沿ったダイシングラインが形成されている。よって、ダイシング工程は、このダイシングラインに沿って行われる。 The epitaxial layer grown on the main surface of the growth substrate made of the InP substrate is, due to its chemical properties, along the [110] and [1-10] directions of the original InP substrate, in other words, the epitaxial layer. Etching along the [110] and [1-10] directions gives a highly linear shape. That is, after the mesa etching step, dicing lines along the [110] direction and the [1-10] direction are formed. Therefore, the dicing step is performed along this dicing line.

なお、成長基板としてGaAs基板を用いた場合であっても、同様に[110]方向及び[1-10]方向に沿ってエピタキシャル層をエッチングすると、直線性の高い形状が得られる。よって、この場合も、ダイシング工程は[110]方向及び[1-10]方向に沿って実行されることになる。 Even when a GaAs substrate is used as the growth substrate, if the epitaxial layer is similarly etched along the [110] direction and the [1-10] direction, a highly linear shape can be obtained. Therefore, in this case as well, the dicing step is executed along the [110] direction and the [1-10] direction.

ところで、成長基板や支持基板には、結晶方位の確認のためのオリエンテーションフラット(以下、「OF」と略記することがある。)が形成されているのが一般的である。従来、成長基板と支持基板を貼り合わせる際には、このOFを用いて向きを揃える工程が行われることが多い。OFは、(001)面を一方の主面とする成長基板や支持基板には、(110)面にOFが形成されるのが一般的であるため、成長基板のOFと支持基板のOFを同じ向きにして貼り合わせると、成長基板の[110]方向と支持基板の[110]方向とがほぼ同方向を向いた状態で貼り合わせられる。 By the way, in general, an orientation flat (hereinafter, may be abbreviated as "OF") for confirming the crystal orientation is formed on the growth substrate or the support substrate. Conventionally, when the growth substrate and the support substrate are bonded to each other, a step of aligning the orientation using this OF is often performed. As for the OF, since the OF is generally formed on the (110) plane on the growth substrate or the support substrate having the (001) plane as one main surface, the OF of the growth substrate and the OF of the support substrate are used. When they are bonded in the same direction, they are bonded in a state where the [110] direction of the growth substrate and the [110] direction of the support substrate are oriented in substantially the same direction.

よって、このように貼り合わせられた支持基板に対してダイシングが行われると、事前に形成されたエピタキシャル層の[110]方向及び[1-10]方向とほぼ平行である、支持基板の[110]方向及び[1-10]方向に近い方向に沿ってダイシングがされることになる。 Therefore, when dicing is performed on the support substrates bonded in this way, the support substrate [110] is substantially parallel to the [110] direction and the [1-10] direction of the previously formed epitaxial layer. ] Direction and the direction close to the [1-10] direction will be diced.

ところで、ダイシング工程は、支持基板を高速に回転するブレード(典型的にはダイヤモンドブレード)で切削することで行われる。このとき、支持基板の裏面側に不可避的にチッピングが発生する。チッピングの発生理由としてはいくつか考えられるが、例えば、ブレードの砥粒(典型的にはダイヤモンドの微粉末)が高速で支持基板に接触すること、切削屑が切削界面に巻き込まれること、ブレードに回転ゆらぎ(偏芯)があること、異なる材料(例えばSi基板とダイシングテープ等)を一緒に切断すること等が理由として考えられる。 By the way, the dicing step is performed by cutting the support substrate with a blade (typically a diamond blade) that rotates at high speed. At this time, chipping inevitably occurs on the back surface side of the support substrate. There are several possible reasons for chipping. For example, the abrasive grains of the blade (typically fine powder of diamond) come into contact with the support substrate at high speed, cutting chips are caught in the cutting interface, and the blade The reason may be that there is rotational fluctuation (eccentricity), that different materials (for example, Si substrate and dicing tape, etc.) are cut together.

支持基板としては、高い導電性と高い熱伝導率が得られるという観点から、Siの単結晶基板を用いることが一般的である。単結晶基板は劈開性があり、原子配列の揃った面に沿った方向(すなわち所定の結晶方位)に劈開しやすい。 As the support substrate, a Si single crystal substrate is generally used from the viewpoint of obtaining high conductivity and high thermal conductivity. The single crystal substrate is cleavable and easily cleaves in a direction along a plane in which the atomic arrangement is aligned (that is, a predetermined crystal orientation).

Siの結晶構造はダイヤモンド構造であり、(001)面に直交する2つの面である、(110)面と(100)面を比較すると、(110)面は(100)面よりも劈開性が高い。なお、(110)面と、(-1-10)面、(1-10)面、及び(-110)面とは、結晶の対称性に鑑みると等価であり、{110}面と総称できる。同様に、(100)面と、(-100)面、(010)面、及び(0-10)面とは、結晶の対称性に鑑みると等価であり、{100}面と総称できる。この総称表記を用いると、Siからなる支持基板において、{110}面は{100}面よりも劈開性が高い。 The crystal structure of Si is a diamond structure, and when comparing the (110) plane and the (100) plane, which are two planes orthogonal to the (001) plane, the (110) plane has more cleavage than the (100) plane. high. The (110) plane, the (-1-10) plane, the (1-10) plane, and the (-110) plane are equivalent in view of the symmetry of the crystal, and can be collectively referred to as the {110} plane. .. Similarly, the (100) plane, the (-100) plane, the (010) plane, and the (0-10) plane are equivalent in view of the symmetry of the crystal, and can be collectively referred to as the {100} plane. Using this generic notation, in a support substrate made of Si, the {110} plane has higher cleavage than the {100} plane.

つまり、支持基板の[110]方向及び[1-10]方向に近い方向に沿って、Siからなる支持基板がダイシングされると、このダイシングの方向は、劈開性の高い{110}面にほぼ平行な方向となる。この結果、切断面となる{110}面は、アンカー効果の少ない平滑な面となりやすい。 That is, when the support substrate made of Si is diced along the [110] direction and the direction close to the [1-10] direction of the support substrate, the dicing direction is almost the {110} surface having high cleavage. The directions are parallel. As a result, the {110} surface, which is the cut surface, tends to be a smooth surface with little anchoring effect.

このような状態で、Agペースト等の導電性接着剤を用いてステム等に実装された場合、支持基板の面に対して導電性接着剤が結合する力が低下しやすくなる。この結果、充分なダイシェア強度が得られなかったものと推察される。 When mounted on a stem or the like using a conductive adhesive such as Ag paste in such a state, the force with which the conductive adhesive binds to the surface of the support substrate tends to decrease. As a result, it is presumed that sufficient die-share strength was not obtained.

これに対し、本発明に係るLED素子によれば、エピタキシャル層を形成する第二半導体層と、支持基板とが同じ(001)面を主面とした状態であって、第二半導体層の[100]方向又は[010]方向が、支持基板の[110]方向に対して実質的に平行に構成されている。つまり、第二半導体層の[110]方向と、支持基板の[110]方向とは、実質的に45°だけ傾けられている。なお、ここでいう実質的に45°とは、製造時の誤差を考慮して、45°±2°の範囲内であるものとして構わない。 On the other hand, according to the LED element according to the present invention, the second semiconductor layer forming the epitaxial layer and the support substrate are in the same (001) plane as the main surface, and the second semiconductor layer [ The 100] direction or the [010] direction is configured to be substantially parallel to the [110] direction of the support substrate. That is, the [110] direction of the second semiconductor layer and the [110] direction of the support substrate are substantially tilted by 45 °. It should be noted that substantially 45 ° here may be within the range of 45 ° ± 2 ° in consideration of an error during manufacturing.

すなわち、第二半導体層の[100]方向又は[010]方向が、支持基板の[110]方向に対して実質的に平行に構成されていることから、ダイシングラインの方向である、第二半導体層の[110]方向及び[1-10]は、支持基板の[110]方向及び[1-10]方向に対して実質的に45°傾けられている。つまり、支持基板の[110]方向及び[1-10]方向に対して実質的に45°傾けられたダイシングラインに沿って、Siからなる支持基板がダイシングされる。 That is, since the [100] direction or the [010] direction of the second semiconductor layer is configured to be substantially parallel to the [110] direction of the support substrate, the second semiconductor is the direction of the dicing line. The [110] direction and [1-10] of the layer are substantially tilted by 45 ° with respect to the [110] direction and the [1-10] direction of the support substrate. That is, the support substrate made of Si is diced along the dicing line substantially inclined by 45 ° with respect to the [110] direction and the [1-10] direction of the support substrate.

このとき、ダイシングの際に形成されたチッピングは、支持基板の[110]方向及び[1-10]方向に沿って進展しやすい。また、Si基板においては、{111}面((111)面、(1-11)面、(-1-11)面、(-111面))についても高い劈開性を示すことから、この面に平行な方向にもチッピングは進展しやすい。しかし、{110}面及び{111}面は、いずれも{100}面に対して40°~50°の角度で傾いている。このため、チッピングが大きな劈開面に進展する前に、別方向の劈開が生じ、適度な大きさのチッピングからなる多数の凹凸部が支持基板の面に形成される。この結果、導電性接着剤に対するアンカー効果が高まり、ダイシェア強度が向上する。 At this time, the chipping formed during dicing tends to propagate along the [110] direction and the [1-10] direction of the support substrate. Further, in the Si substrate, the {111} plane ((111) plane, (1-11) plane, (-1-11) plane, (-111 plane)) also exhibits high cleavage. Cleavage tends to progress in the direction parallel to. However, both the {110} plane and the {111} plane are tilted at an angle of 40 ° to 50 ° with respect to the {100} plane. Therefore, before the chipping progresses to the large cleavage surface, cleavage occurs in another direction, and a large number of uneven portions made of chipping of an appropriate size are formed on the surface of the support substrate. As a result, the anchor effect on the conductive adhesive is enhanced, and the die shear strength is improved.

なお、上記の観点に立てば、エピタキシャル層を成長させる成長基板がInPである場合に限らず、劈開方位がInPと同様の結晶構造を有する成長基板上に成長したエピタキシャル層を備えたLED素子に対しても、同様の効果が実現できる。一例として、成長基板としては、InPの他、GaAs、GaPを利用できる。つまり、本発明に係るLED素子において、第一半導体層、活性層、及び第二半導体層としては、上記の成長基板に対して格子整合が可能な材料であればよい。そして、LED素子の発光波長は、活性層の構成材料のバンドギャップエネルギーに依存することから、本発明のLED素子は、赤外LED素子には限定されず、一部の可視域のLED素子にも適用が可能である。 From the above viewpoint, it is not limited to the case where the growth substrate on which the epitaxial layer is grown is InP, but the LED element provided with the epitaxial layer grown on the growth substrate having the same crystal structure as InP in the opening direction. However, the same effect can be achieved. As an example, GaAs and GaP can be used as the growth substrate in addition to InP. That is, in the LED element according to the present invention, the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer may be any material capable of lattice matching with the above-mentioned growth substrate. Since the emission wavelength of the LED element depends on the band gap energy of the constituent material of the active layer, the LED element of the present invention is not limited to the infrared LED element, but may be an LED element in a part of the visible range. Can also be applied.

一例として、成長基板をInP基板とした場合には、前記第一半導体層、前記活性層、及び前記第二半導体層は、いずれもInP、GaInAsP、AlGaInAs、AlInAs、及びInGaAsからなる群に属する一種又は二種以上で構成できる。これらの材料は、いずれもInP基板に対して格子整合可能な材料である。この構成により、ピーク波長が1000nm以上、2000nm未満の赤外光を生成するLED素子を実現できる。 As an example, when the growth substrate is an InP substrate, the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer all belong to the group consisting of InP, GaInAsP, AlGaInAs, AlInAs, and InGaAs. Or it can be composed of two or more types. All of these materials are lattice-matchable materials with respect to the InP substrate. With this configuration, it is possible to realize an LED element that generates infrared light having a peak wavelength of 1000 nm or more and less than 2000 nm.

別の一例として、成長基板をGaAs基板とした場合には、前記第一半導体層、前記活性層、及び前記第二半導体層は、いずれもGaAs、AlGaInAs、AlGaAs、GaAsP、GaPからなる群に属する一種又は二種以上で構成できる。これらの材料は、いずれもGaAs基板に対して格子整合可能な材料である。この構成により、ピーク波長が600nm以上、1000nm未満の可視光又は近赤外光を生成するLED素子を実現できる。 As another example, when the growth substrate is a GaAs substrate, the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer all belong to the group consisting of GaAs, AlGaInAs, AlGaAs, GaAsP, and GaP. It can be composed of one type or two or more types. All of these materials are lattice-matchable materials with respect to the GaAs substrate. With this configuration, it is possible to realize an LED element that produces visible light or near-infrared light having a peak wavelength of 600 nm or more and less than 1000 nm.

前記第二半導体層の[100]方向又は[010]方向と、前記支持基板の[110]方向とのなす角度は2°以下とするのが好適である。なおこの角度は、1.5°以下であるのがより好ましく、1°以下であるのが特に好ましい。この角度を小さくすればするほど、支持基板のダイシング方向と、支持基板の[110]方向及び[1-10]方向との角度を45°に近づけられるため、支持基板の面に微小な凹凸が形成しやすくなり、ダイシェア強度がより高められる。 The angle between the [100] direction or the [010] direction of the second semiconductor layer and the [110] direction of the support substrate is preferably 2 ° or less. The angle is more preferably 1.5 ° or less, and particularly preferably 1 ° or less. The smaller this angle is, the closer the angle between the dicing direction of the support substrate and the [110] direction and the [1-10] direction of the support substrate is to 45 °, so that the surface of the support substrate has minute irregularities. It becomes easier to form and the die share strength is further increased.

前記LED素子は、前記支持基板の主面のうち、前記接合層が形成されている側とは反対側の主面に形成された第一電極と、前記第二半導体層の上層に形成された第二電極とを備えるものとしても構わない。 The LED element is formed on a first electrode formed on a main surface of the main surface of the support substrate opposite to the side on which the bonding layer is formed, and an upper layer of the second semiconductor layer. It may be provided with a second electrode.

前記LED素子は、
前記接合層の上層の位置、且つ前記第一半導体層の下層の位置に形成され、前記活性層で生成される光に対する反射率が前記接合層よりも高い材料からなる反射層と、
前記反射層の上層の位置、且つ前記第一半導体層の下層の位置に形成された誘電体層と、
前記誘電体層の一部領域において、前記誘電体層内を前記支持基板の主面に直交する方向に貫通し、前記反射層と前記第一半導体層とを電気的に連絡するコンタクト電極とを備るものとしても構わない。
The LED element is
A reflective layer made of a material formed at the position of the upper layer of the bonding layer and the position of the lower layer of the first semiconductor layer and having a reflectance to light generated by the active layer higher than that of the bonding layer.
The dielectric layer formed at the position of the upper layer of the reflective layer and the position of the lower layer of the first semiconductor layer,
In a partial region of the dielectric layer, a contact electrode that penetrates the inside of the dielectric layer in a direction orthogonal to the main surface of the support substrate and electrically connects the reflection layer and the first semiconductor layer is provided. It doesn't matter if it is equipped.

この構成によれば、活性層から出射した光のうち、支持基板側に進行した光を、光取り出し面に対応する第二半導体層側に戻すことができるため、光取り出し効率が向上する。 According to this configuration, among the light emitted from the active layer, the light that has traveled to the support substrate side can be returned to the second semiconductor layer side corresponding to the light extraction surface, so that the light extraction efficiency is improved.

なお、単に支持基板側に進行する光を光取り出し面側に戻す目的であれば、反射層を直接第一半導体層(より詳細にはコンタクト層)の全面に接触させる構造を採用してもよさそうに思われる。しかしながら、半導体材料からなるコンタクト層と金属材料からなる反射層との接触抵抗を低下させるためには、両者に対して熱処理を行う必要がある。この熱処理により、半導体材料からなるコンタクト層と金属材料からなる反射層とを接触して熱処理を行うと、反射層を構成する金属材料とコンタクト層とが合金化し、反射率が低下してしまう。かかる観点から、反射層はコンタクト層に対して直接接触させることはできない。そこで、反射層とコンタクト層との電気的接続を確保する観点から、上記の構造のように、反射層を誘電体層の下層に形成しつつ、第一半導体層と反射層とを電気的に接続するために、誘電体層内を貫通するコンタクト電極が設けられている。 If the purpose is simply to return the light traveling on the support substrate side to the light extraction surface side, a structure in which the reflective layer is directly contacted with the entire surface of the first semiconductor layer (more specifically, the contact layer) may be adopted. It seems like that. However, in order to reduce the contact resistance between the contact layer made of a semiconductor material and the reflective layer made of a metal material, it is necessary to heat-treat both of them. When the contact layer made of a semiconductor material and the reflective layer made of a metal material are brought into contact with each other to perform the heat treatment by this heat treatment, the metal material constituting the reflective layer and the contact layer are alloyed and the reflectance is lowered. From this point of view, the reflective layer cannot be brought into direct contact with the contact layer. Therefore, from the viewpoint of ensuring the electrical connection between the reflective layer and the contact layer, the first semiconductor layer and the reflective layer are electrically formed while the reflective layer is formed under the dielectric layer as in the above structure. Contact electrodes are provided that penetrate through the dielectric layer for connection.

コンタクト電極は、反射層よりは反射率が低いものの、コンタクト層との間で容易に合金化して低い接触抵抗が実現できる材料で構成される。一例として、コンタクト電極は、AuZn、AuBe、Au/Zn/Au層構造等を用いることができる。また、誘電体層としては、絶縁性を示し、熱的な安定性が高く、且つ活性層から出射される光に対する透過率が高い材料から適宜選択される。一例として、誘電体層は、SiO2、SiN、Al23等が利用できる。これにより、活性層から出射されて支持基板側に進行した光は、コンタクト電極が形成されていない誘電体内の領域を通過した後、その下層に形成された反射層で反射して光取り出し面に導かれる。 Although the contact electrode has a lower reflectance than the reflective layer, it is composed of a material that can be easily alloyed with the contact layer to achieve low contact resistance. As an example, AuZn, AuBe, Au / Zn / Au layer structure and the like can be used as the contact electrode. The dielectric layer is appropriately selected from materials that exhibit insulating properties, have high thermal stability, and have high transmittance for light emitted from the active layer. As an example, SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 and the like can be used as the dielectric layer. As a result, the light emitted from the active layer and traveling toward the support substrate passes through the region in the dielectric in which the contact electrode is not formed, and then is reflected by the reflective layer formed in the lower layer thereof to the light extraction surface. Be guided.

光取り出し効率を高める観点からは、支持基板の主面である(001)面に平行な方向(以下、単に「面方向」という。)に関して、コンタクト電極が形成される領域の面積をなるべく小さくするのが好ましい。一方で、この面積をあまりに小さくすると、半導体層内を流れる電流の経路が一部の箇所に集中すると共に、抵抗が大きくなってしまう。かかる観点から、コンタクト電極は、面方向に関して離散した複数の箇所に形成されるのが好ましい。 From the viewpoint of increasing the light extraction efficiency, the area of the region where the contact electrode is formed is made as small as possible in the direction parallel to the (001) plane which is the main plane of the support substrate (hereinafter, simply referred to as “plane direction”). Is preferable. On the other hand, if this area is made too small, the path of the current flowing in the semiconductor layer is concentrated in some places and the resistance becomes large. From this point of view, it is preferable that the contact electrodes are formed at a plurality of positions discrete with respect to the plane direction.

また、本発明は、上記構成を示すLED素子の製造方法であって、
(001)面を一方の主面とする成長基板を準備する工程(a)と、
前記成長基板の(001)面上に、前記第二半導体層、前記活性層、及び前記第一半導体層を順にエピタキシャル成長させて前記エピタキシャル層を形成する工程(b)と、
(001)面を一方の主面とする前記支持基板を準備する工程(c)と、
前記支持基板の[110]方向と、前記成長基板の[100]方向又は[010]方向とを実質的に平行に保持しながら、前記成長基板上に形成された前記エピタキシャル層を前記支持基板側に向けた状態で、前記支持基板と前記成長基板とを貼り合わせる工程(d)と、
前記工程(d)の後に前記成長基板を剥離する工程(e)と、
前記支持基板側を固定した状態で、前記支持基板とは反対側に位置する前記エピタキシャル層の側から、前記第二半導体層の[100]方向に対して実質的に平行な方向、及び前記第二半導体層の[010]方向に対して実質的に平行な方向に沿ってダイシングする工程(f)とを有することを特徴とする。
Further, the present invention is a method for manufacturing an LED element showing the above configuration.
(001) A step (a) of preparing a growth substrate having one surface as a main surface, and
The step (b) of forming the epitaxial layer by epitaxially growing the second semiconductor layer, the active layer, and the first semiconductor layer on the (001) plane of the growth substrate.
(001) The step (c) of preparing the support substrate having one surface as one main surface, and
While holding the [110] direction of the support substrate and the [100] direction or the [010] direction of the growth substrate substantially in parallel, the epitaxial layer formed on the growth substrate is placed on the support substrate side. The step (d) of bonding the support substrate and the growth substrate in a state of facing toward
The step (e) of peeling the growth substrate after the step (d),
With the support substrate side fixed, the direction substantially parallel to the [100] direction of the second semiconductor layer from the side of the epitaxial layer located on the side opposite to the support substrate, and the first. (2) It is characterized by having a step (f) of dicing along a direction substantially parallel to the [010] direction of the semiconductor layer.

これにより、工程(f)のダイシング工程におけるダイシング方向を、チッピングが進展しやすい支持基板の[110]方向及び[1-10]方向に対して、実質的に45°傾けることができるため、支持基板の面に微小な凹凸が形成しやすくなる。これにより、その後に、導電性接着剤を用いてステム等に接合した場合に、導電性接着剤と支持基板の間のアンカー効果が高まり、ダイシェア強度がより高められる。 As a result, the dicing direction in the dicing step of the step (f) can be substantially tilted by 45 ° with respect to the [110] direction and the [1-10] direction of the support substrate where chipping easily progresses, so that the support can be supported. It becomes easy to form minute irregularities on the surface of the substrate. As a result, when the stem or the like is subsequently joined to the stem or the like using a conductive adhesive, the anchoring effect between the conductive adhesive and the support substrate is enhanced, and the die shear strength is further enhanced.

前記LED素子の製造方法は、前記工程(f)の後、前記支持基板側をステムに向けた状態で導電性接着剤を用いて前記ステムに実装する工程(h)を有するものとしても構わない。 The method for manufacturing the LED element may include, after the step (f), a step (h) of mounting the LED element on the stem using a conductive adhesive with the support substrate side facing the stem. ..

前記工程(d)は、前記支持基板に形成されたオリエンテーションフラットと、前記成長基板に形成されたオリエンテーションフラット又はインデックスフラットとを実質的に45°傾けた状態で保持しながら、前記支持基板と前記成長基板とを貼り合わせるものとしても構わない。ここでいう「実質的に45°」とは、上述したように製造時の誤差を考慮したものであり、45°±2°の範囲内であるものとして構わない。 In the step (d), the support substrate and the support substrate are held while holding the orientation flat formed on the support substrate and the orientation flat or the index flat formed on the growth substrate in a substantially tilted state of 45 °. It may be bonded to the growth substrate. As described above, the term "substantially 45 °" here means that an error during manufacturing is taken into consideration, and may be within the range of 45 ° ± 2 °.

また、前記LED素子の製造方法は、前記工程(d)よりも前に、前記エピタキシャル層の上層、及び前記支持基板の上層に前記接合層を形成する工程(g)を有し、
前記工程(d)は、
押し当て部材及び位置決め部材を準備する工程(d1)と、
前記支持基板の[110]方向と、前記成長基板の[100]方向又は[010]方向とが実質的に平行になるように、前記支持基板及び前記成長基板の向きの調整をする工程(d2)と、
前記工程(d2)によって調整された向きを保持するために、前記支持基板及び前記成長基板を、前記押し当て部材によって前記位置決め部材に向けて押し当てる工程(d3)と、
前記工程(d3)を実行しながら、重ね合わせられた前記支持基板及び前記成長基板を加圧することで、前記接合層を介して前記支持基板と前記成長基板を貼り合わせる工程(d4)とを有するものとしても構わない。
Further, the method for manufacturing the LED element includes a step (g) of forming the bonding layer on the upper layer of the epitaxial layer and the upper layer of the support substrate before the step (d).
The step (d) is
The step of preparing the pressing member and the positioning member (d1), and
A step of adjusting the orientations of the support substrate and the growth substrate so that the [110] direction of the support substrate and the [100] direction or the [010] direction of the growth substrate are substantially parallel to each other (d2). )When,
In order to maintain the orientation adjusted by the step (d2), the support substrate and the growth substrate are pressed against the positioning member by the pressing member (d3).
It has a step (d4) of bonding the support substrate and the growth substrate via the bonding layer by pressurizing the overlapped support substrate and the growth substrate while executing the step (d3). It doesn't matter if it is a thing.

この方法により、両基板を重ね合わせた状態での回転方向に関する自由度が抑制されるため、工程(d2)で調整された向きを保持したまま、ダイシングを行うことができる。 By this method, the degree of freedom regarding the rotation direction in the state where both substrates are overlapped is suppressed, so that dicing can be performed while maintaining the orientation adjusted in the step (d2).

本発明によれば、成長基板とは別の支持基板上にエピタキシャル層が形成されてなるLED素子において、チップ化後のダイシェア強度を向上できる。 According to the present invention, in an LED element in which an epitaxial layer is formed on a support substrate different from the growth substrate, the die share strength after chipping can be improved.

本発明のLED素子の一実施形態の構造を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of one Embodiment of the LED element of this invention. 図1から支持基板11のみを抜き出して+Y側から見たときの平面図を、ミラー指数を用いた結晶方位を付記した状態で示す図面である。It is a figure which shows the plan view when only the support substrate 11 is extracted from FIG. 1 and is seen from the + Y side in the state which added the crystal orientation using the Miller index. 図1から第二クラッド層27のみを抜き出して+Y側から見たときの平面図を、ミラー指数を用いた結晶方位を付記した状態で示す図面である。It is a drawing which shows the plan view when only the 2nd clad layer 27 is extracted from FIG. 1 and is seen from the + Y side, with the crystal orientation using the Miller index added. 図1から第二クラッド層27のみを抜き出して+Y側から見たときの平面図を、ミラー指数を用いた結晶方位を付記した状態で示す別の図面である。It is another drawing which shows the plan view when only the 2nd clad layer 27 is extracted from FIG. 1 and is seen from the + Y side, with the crystal orientation using the Miller index added. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 成長基板3の(001)面を上面にした平面図である。It is a top view of the growth substrate 3 with the (001) plane as the upper surface. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 支持基板11の(001)面を上面にした平面図である。It is a top view of the support substrate 11 with the (001) plane as the upper surface. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 成長基板3と支持基板11の位置合わせの状態を保持するための方法の一例を模式的に示す図面である。It is a drawing which shows typically an example of the method for keeping the state of alignment of a growth substrate 3 and a support substrate 11. 図8Bに示す状態を方向d1から見たときの模式的な図面である。It is a schematic drawing when the state shown in FIG. 8B is seen from the direction d1. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 図1に示すLED素子の製造方法を説明するための、一工程における断面図である。It is sectional drawing in one step for demonstrating the manufacturing method of the LED element shown in FIG. 実施例1のLED素子の支持基板11の裏面側の写真である。It is a photograph of the back surface side of the support substrate 11 of the LED element of Example 1. 比較例1のLED素子の支持基板11の裏面側の写真である。It is a photograph of the back surface side of the support substrate 11 of the LED element of Comparative Example 1.

本発明に係るLED素子及びその製造方法の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の図面は模式的に示されたものであり、図面上の寸法比と実際の寸法比とは必ずしも一致しない。また、図面間においても寸法比が一致していない場合がある。 An embodiment of the LED element and the method for manufacturing the LED element according to the present invention will be described with reference to the drawings. The following drawings are schematically shown, and the dimensional ratios on the drawings do not always match the actual dimensional ratios. In addition, the dimensional ratios may not match between the drawings.

本明細書内において、「層Aの上層に層Bが形成されている」という表現は、層Aの面上に直接層Bが形成されている場合はもちろん、層Aの面上に薄膜を介して層Bが形成されている場合も含む意図である。なお、ここでいう「薄膜」とは、膜厚10nm以下の層を指し、好ましくは5nm以下の層を指すものとして構わない。 In the present specification, the expression "the layer B is formed on the upper layer of the layer A" means that the thin film is formed on the surface of the layer A as well as the case where the layer B is directly formed on the surface of the layer A. It is intended to include the case where the layer B is formed through the layer B. The term "thin film" as used herein refers to a layer having a film thickness of 10 nm or less, and may preferably refer to a layer having a film thickness of 5 nm or less.

図1は、本実施形態のLED素子の構造を模式的に示す断面図である。図1に示すLED素子1は、支持基板11の上層に形成されたエピタキシャル層20を備える。図1に示すLED素子1は、所定の位置においてXY平面に沿って切断したときの模式的な断面図に対応する。以下の説明では、適宜、図1に付されたXYZ座標系が参照される。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the LED element of the present embodiment. The LED element 1 shown in FIG. 1 includes an epitaxial layer 20 formed on an upper layer of a support substrate 11. The LED element 1 shown in FIG. 1 corresponds to a schematic cross-sectional view when cut along an XY plane at a predetermined position. In the following description, the XYZ coordinate system attached to FIG. 1 is referred to as appropriate.

以下の説明では、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「+X方向」、「-X方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「X方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「X方向」と記載されている場合には、「+X方向」と「-X方向」の双方が含まれる。Y方向及びZ方向についても同様である。 In the following description, when the positive and negative directions are distinguished when expressing the direction, they are described with positive and negative signs such as "+ X direction" and "-X direction". Further, when expressing a direction without distinguishing between positive and negative directions, it is simply described as "X direction". That is, in the present specification, when simply described as "X direction", both "+ X direction" and "-X direction" are included. The same applies to the Y direction and the Z direction.

本実施形態のLED素子1は、エピタキシャル層20内(より詳細には後述される活性層25内)で、赤外光Lが生成される。より詳細には、図1に示すように、赤外光L(L1,L2)は、活性層25を基準としたときに+Y方向に取り出される。赤外光Lは、一例として、ピーク波長が1000nm以上、2000nm以下の光である。 In the LED element 1 of the present embodiment, infrared light L is generated in the epitaxial layer 20 (more specifically, in the active layer 25 described later). More specifically, as shown in FIG. 1, the infrared light L (L1, L2) is taken out in the + Y direction with respect to the active layer 25. As an example, the infrared light L is light having a peak wavelength of 1000 nm or more and 2000 nm or less.

[素子構造]
以下、LED素子1の構造について詳細に説明する。
[Element structure]
Hereinafter, the structure of the LED element 1 will be described in detail.

(支持基板11)
支持基板11はSiからなり、導電性を示すように高濃度にドーパントがドープされている。一例として、B(ホウ素)が1×1019/cm3以上のドーパント濃度でドープされた、抵抗率が10mΩcm以下のSi基板が利用される。ドーパントとしては、B(ホウ素)以外には、例えば、P、As、Sb等が利用できる。高濃度にドーパントがドープされることで導電性が確保される。また、Si基板を用いることで、高い放熱性が確保できると共に、製造コストが低廉化できる。
(Support board 11)
The support substrate 11 is made of Si and is doped with a dopant at a high concentration so as to exhibit conductivity. As an example, a Si substrate having a resistivity of 10 mΩcm or less, which is doped with B (boron) at a dopant concentration of 1 × 10 19 / cm 3 or more, is used. As the dopant, for example, P, As, Sb and the like can be used in addition to B (boron). Conductivity is ensured by doping the dopant to a high concentration. Further, by using the Si substrate, high heat dissipation can be ensured and the manufacturing cost can be reduced.

支持基板11の厚み(Y方向に係る長さ)は、特に限定されないが、例えば50μm以上、500μm以下であり、好ましくは100μm以上、300μm以下である。 The thickness (length in the Y direction) of the support substrate 11 is not particularly limited, but is, for example, 50 μm or more and 500 μm or less, preferably 100 μm or more and 300 μm or less.

支持基板11は、一方の主面が(001)面である。 One of the main surfaces of the support substrate 11 is the (001) surface.

(接合層13)
図1に示すLED素子1は、支持基板11の上層に形成された接合層13を備える。接合層13は低融点のハンダ材料からなり、例えばAu、Au-Zn、Au-Sn、Au-In、Au-Cu-Sn、Cu-Sn、Pd-Sn、Sn等で構成される。図8Aを参照して後述されるように、この接合層13は、エピタキシャル層20が上面に形成された成長基板3と、支持基板11とを貼り合わせるために利用される。接合層13の厚みは、特に限定されないが、例えば0.5μm以上、5.0μm以下であり、好ましくは1.0μm以上、3.0μm以下である。
(Joint layer 13)
The LED element 1 shown in FIG. 1 includes a bonding layer 13 formed on the upper layer of the support substrate 11. The bonding layer 13 is made of a solder material having a low melting point, and is composed of, for example, Au, Au-Zn, Au-Sn, Au-In, Au-Cu-Sn, Cu-Sn, Pd-Sn, Sn and the like. As will be described later with reference to FIG. 8A, the bonding layer 13 is used for bonding the growth substrate 3 on which the epitaxial layer 20 is formed on the upper surface and the support substrate 11. The thickness of the bonding layer 13 is not particularly limited, but is, for example, 0.5 μm or more and 5.0 μm or less, preferably 1.0 μm or more and 3.0 μm or less.

(バリア層14,バリア層16)
図1に示すLED素子1は、バリア層(14,16)を備える。バリア層(14,16)は、接合層13を構成するハンダ材料の拡散を抑制する目的で設けられており、かかる機能を実現する限りにおいて材料には限定されない。例えば、Ti、Pt等を含む材料で実現できる。一例として、Ti/Pt/Auの積層体で構成される。
(Barrier layer 14, barrier layer 16)
The LED element 1 shown in FIG. 1 includes a barrier layer (14, 16). The barrier layers (14, 16) are provided for the purpose of suppressing the diffusion of the solder material constituting the bonding layer 13, and are not limited to the materials as long as such functions are realized. For example, it can be realized with a material containing Ti, Pt and the like. As an example, it is composed of a laminated body of Ti / Pt / Au.

バリア層(14,16)の厚みは、特に限定されないが、例えば0.05μm以上、3μm以下であり、好ましくは0.2μm以上、1μm以下である。 The thickness of the barrier layer (14, 16) is not particularly limited, but is, for example, 0.05 μm or more and 3 μm or less, preferably 0.2 μm or more and 1 μm or less.

なお、図1に示すLED素子1では、バリア層(14,16)が形成されているが、本発明においてバリア層(14,16)を備えるか否かは任意である。 Although the barrier layer (14, 16) is formed in the LED element 1 shown in FIG. 1, it is arbitrary whether or not the barrier layer (14, 16) is provided in the present invention.

(反射層15)
図1に示すLED素子1は、接合層13の上層に形成された反射層15を備える。反射層15は、活性層25内で生成された赤外光Lのうち、支持基板11側(-Y方向)に進行する赤外光L2を反射させて、+Y方向に導く機能を奏する。反射層15は、導電性材料であって、且つ、赤外光Lに対して高い反射率を示す材料で構成される。反射層15の赤外光Lに対する反射率は、70%以上であるのが好ましく、80%以上であるのがより好ましく、90%以上であるのが特に好ましい。
(Reflective layer 15)
The LED element 1 shown in FIG. 1 includes a reflective layer 15 formed on the upper layer of the bonding layer 13. The reflective layer 15 has a function of reflecting the infrared light L2 traveling toward the support substrate 11 side (−Y direction) among the infrared light L generated in the active layer 25 and guiding the infrared light L2 in the + Y direction. The reflective layer 15 is made of a conductive material and has a high reflectance with respect to infrared light L. The reflectance of the reflective layer 15 with respect to infrared light L is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more.

赤外光Lのピーク波長が1000nm以上、2000nm以下である場合においては、反射層15はAg、Ag合金、Au、Al、Cu等の金属材料を用いることができる。反射層15を構成する材料は、活性層25で生成される光の波長に応じて適宜選択される。 When the peak wavelength of the infrared light L is 1000 nm or more and 2000 nm or less, a metal material such as Ag, Ag alloy, Au, Al, or Cu can be used for the reflective layer 15. The material constituting the reflective layer 15 is appropriately selected according to the wavelength of the light generated by the active layer 25.

反射層15の厚みは、特に限定されないが、例えば0.1μm以上、2.0μm以下であり、好ましくは0.3μm以上、1.0μm以下である。 The thickness of the reflective layer 15 is not particularly limited, but is, for example, 0.1 μm or more and 2.0 μm or less, preferably 0.3 μm or more and 1.0 μm or less.

図1に示すように、反射層15と接合層13の間にバリア層14が形成されることで、接合層13を構成する材料が反射層15側に拡散して反射層15の反射率を低下させることが抑制できる。 As shown in FIG. 1, by forming the barrier layer 14 between the reflective layer 15 and the bonding layer 13, the material constituting the bonding layer 13 diffuses toward the reflective layer 15 to increase the reflectance of the reflective layer 15. It can be suppressed to decrease.

なお、光取り出し効率を向上させる観点からは、図1に示すように、LED素子1が反射層15を備えるのが好適であるが、本発明において、LED素子1が反射層15を備えるか否かは任意である。 From the viewpoint of improving the light extraction efficiency, it is preferable that the LED element 1 includes the reflection layer 15, as shown in FIG. 1, but in the present invention, whether or not the LED element 1 includes the reflection layer 15. Is optional.

(誘電体層17)
図1に示すLED素子1は、反射層15の上層に形成された誘電体層17を備える。誘電体層17は、電気的絶縁性を示し、且つ赤外光Lに対する透過性の高い材料で構成される。誘電体層17の赤外光Lに対する透過率は、70%以上であるのが好ましく、80%以上であるのがより好ましく、90%以上であるのが特に好ましい。
(Dielectric layer 17)
The LED element 1 shown in FIG. 1 includes a dielectric layer 17 formed on the upper layer of the reflective layer 15. The dielectric layer 17 is made of a material that exhibits electrical insulation and is highly transparent to infrared light L. The transmittance of the dielectric layer 17 with respect to infrared light L is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more.

赤外光Lのピーク波長が1000nm以上、2000nm以下である場合においては、誘電体層17はSiO2、SiN、Al23等の材料を用いることができる。誘電体層17を構成する材料は、活性層25で生成される光の波長に応じて適宜選択される。 When the peak wavelength of the infrared light L is 1000 nm or more and 2000 nm or less, a material such as SiO 2 , SiN, or Al 2 O 3 can be used for the dielectric layer 17. The material constituting the dielectric layer 17 is appropriately selected according to the wavelength of the light generated by the active layer 25.

(エピタキシャル層20)
図1に示すLED素子1は、誘電体層17の上層に形成されたエピタキシャル層20を有する。エピタキシャル層20は、複数の層の積層体で構成される。具体的には、エピタキシャル層20は、コンタクト層21と、第一クラッド層23と、活性層25と、第二クラッド層27とを含む。エピタキシャル層20を構成する各半導体層(21,23,25,27)は、後述される成長基板3と格子整合してエピタキシャル成長が可能な材料で構成される。
(Epitaxial layer 20)
The LED element 1 shown in FIG. 1 has an epitaxial layer 20 formed on an upper layer of the dielectric layer 17. The epitaxial layer 20 is composed of a laminated body of a plurality of layers. Specifically, the epitaxial layer 20 includes a contact layer 21, a first clad layer 23, an active layer 25, and a second clad layer 27. Each semiconductor layer (21, 23, 25, 27) constituting the epitaxial layer 20 is made of a material capable of epitaxial growth in lattice matching with the growth substrate 3 described later.

《コンタクト層21,第一クラッド層23》
本実施形態において、コンタクト層21は例えばp型のGaInAsPで構成される。コンタクト層21の厚みは限定されないが、例えば、10nm以上、1000nm以下であり、好ましくは50nm以上、500nm以下である。また、コンタクト層21のp型ドーパント濃度は、好ましくは5×1017/cm3以上、3×1019/cm3以下であり、より好ましくは、1×1018/cm3以上、2×1019/cm3以下である。
<< Contact layer 21, first clad layer 23 >>
In the present embodiment, the contact layer 21 is composed of, for example, p-type GaInAsP. The thickness of the contact layer 21 is not limited, but is, for example, 10 nm or more and 1000 nm or less, preferably 50 nm or more and 500 nm or less. The p-type dopant concentration of the contact layer 21 is preferably 5 × 10 17 / cm 3 or more and 3 × 10 19 / cm 3 or less, and more preferably 1 × 10 18 / cm 3 or more and 2 × 10 It is 19 / cm 3 or less.

本実施形態において、第一クラッド層23はコンタクト層21の上層に形成されており、例えばp型のInPで構成される。第一クラッド層23の厚みは限定されないが、例えば、1000nm以上、10000nm以下であり、好ましくは2000nm以上、5000nm以下である。第一クラッド層23のp型ドーパント濃度は、活性層25から離れた位置において、好ましくは1×1017/cm3以上、3×1018/cm3以下であり、より好ましくは、5×1017/cm3以上、3×1018/cm3以下である。 In the present embodiment, the first clad layer 23 is formed on the upper layer of the contact layer 21, and is composed of, for example, a p-type InP. The thickness of the first clad layer 23 is not limited, but is, for example, 1000 nm or more and 10,000 nm or less, preferably 2000 nm or more and 5000 nm or less. The p-type dopant concentration of the first clad layer 23 is preferably 1 × 10 17 / cm 3 or more and 3 × 10 18 / cm 3 or less, more preferably 5 × 10 at a position away from the active layer 25. 17 / cm 3 or more and 3 × 10 18 / cm 3 or less.

コンタクト層21及び第一クラッド層23に含まれるp型ドーパントとしては、Zn、Mg、Be等を利用することができ、Zn又はMgが好ましく、Znが特に好ましい。本実施形態では、コンタクト層21及び第一クラッド層23が「第一半導体層」に対応する。 As the p-type dopant contained in the contact layer 21 and the first clad layer 23, Zn, Mg, Be and the like can be used, and Zn or Mg is preferable, and Zn is particularly preferable. In the present embodiment, the contact layer 21 and the first clad layer 23 correspond to the "first semiconductor layer".

《活性層25》
本実施形態において、活性層25は、第一クラッド層23の上層に形成された半導体層で構成される。活性層25は、狙いとする波長の光を生成可能であり、且つ図4A及び図4Bを参照して後述される成長基板3と格子整合してエピタキシャル成長が可能な材料から適宜選択される。
<< Active layer 25 >>
In the present embodiment, the active layer 25 is composed of a semiconductor layer formed on the upper layer of the first clad layer 23. The active layer 25 is appropriately selected from materials capable of generating light having a target wavelength and capable of epitaxial growth in lattice matching with the growth substrate 3 described later with reference to FIGS. 4A and 4B.

例えば、ピーク波長が1000nm以上、2000nm以下の赤外光Lを出射するLED素子1を実現したい場合に、活性層25は、GaInAsP、AlGaInAs、又はInGaAsの単層構造としても構わないし、GaInAsP、AlGaInAs、又はInGaAsからなる井戸層と、井戸層よりもバンドギャップエネルギーの大きいGaInAsP、AlGaInAs、InGaAs、又はInPからなる障壁層とを含むMQW(Multiple Quantum Well:多重量子井戸)構造としても構わない。 For example, when it is desired to realize the LED element 1 that emits infrared light L having a peak wavelength of 1000 nm or more and 2000 nm or less, the active layer 25 may have a single layer structure of GaInAsP, AlGaInAs, or InGaAs, or GaInAsP, AlGaInAs. , Or an MQW (Multiple Quantum Well) structure including a well layer made of InGaAs and a barrier layer made of GaInAsP, AlGaInAs, InGaAs, or InP having a bandgap energy larger than that of the well layer may be used.

活性層25の膜厚は、活性層25が単層構造の場合は、50nm以上、2000nm以下であり、好ましくは、100nm以上、300nm以下である。また、活性層25がMQW構造の場合は、膜厚5nm以上20nm以下の井戸層及び障壁層が、2周期以上50周期以下の範囲で積層されて構成される。 When the active layer 25 has a single layer structure, the film thickness of the active layer 25 is 50 nm or more and 2000 nm or less, preferably 100 nm or more and 300 nm or less. When the active layer 25 has an MQW structure, a well layer having a film thickness of 5 nm or more and 20 nm or less and a barrier layer are laminated in a range of 2 cycles or more and 50 cycles or less.

活性層25は、n型又はp型にドープされていても構わないし、アンドープでも構わない。n型にドープされる場合には、ドーパントとしては、例えばSiを利用することができる。 The active layer 25 may be doped with n-type or p-type, or may be undoped. When doped into an n-type, for example, Si can be used as the dopant.

《第二クラッド層27》
本実施形態において、第二クラッド層27は、活性層25の上層に形成されており、例えばn型のInPで構成される。第二クラッド層27の厚みは限定されないが、例えば100nm以上、10000nm以下であり、好ましくは、500nm以上、5000nm以下である。第二クラッド層27のn型ドーパント濃度は、好ましくは1×1017/cm3以上、5×1018/cm3以下であり、より好ましくは、5×1017/cm3以上、4×1018/cm3以下である。第二クラッド層27にドープされるn型不純物材料としては、Sn、Si、S、Ge、Se等を利用することができ、Siが特に好ましい。第二クラッド層27が「第二半導体層」に対応する。
<< Second clad layer 27 >>
In the present embodiment, the second clad layer 27 is formed on the upper layer of the active layer 25, and is composed of, for example, an n-type InP. The thickness of the second clad layer 27 is not limited, but is, for example, 100 nm or more and 10,000 nm or less, preferably 500 nm or more and 5000 nm or less. The n-type dopant concentration of the second clad layer 27 is preferably 1 × 10 17 / cm 3 or more and 5 × 10 18 / cm 3 or less, and more preferably 5 × 10 17 / cm 3 or more and 4 × 10 It is 18 / cm 3 or less. As the n-type impurity material doped in the second clad layer 27, Sn, Si, S, Ge, Se and the like can be used, and Si is particularly preferable. The second clad layer 27 corresponds to the "second semiconductor layer".

第一クラッド層23及び第二クラッド層27は、活性層25で生成された赤外光Lを吸収しない材料であって、且つ、成長基板3(後述する図4A及び図4B参照)と格子整合してエピタキシャル成長が可能な材料から適宜選択される。成長基板3としてInP基板を採用する場合には、第一クラッド層23及び第二クラッド層27としては、InPの他、GaInAsP、AlGaInAs等の材料を利用することが可能である。 The first clad layer 23 and the second clad layer 27 are materials that do not absorb the infrared light L generated by the active layer 25, and are lattice-matched with the growth substrate 3 (see FIGS. 4A and 4B described later). Then, it is appropriately selected from the materials capable of epitaxial growth. When an InP substrate is adopted as the growth substrate 3, materials such as GaInAsP and AlGaInAs can be used as the first clad layer 23 and the second clad layer 27 in addition to InP.

(コンタクト電極31)
図1に示すLED素子1は、誘電体層17内の複数の箇所においてY方向に誘電体層17を貫通して形成された、コンタクト電極31を有する。コンタクト電極31は、誘電体層17の+Y側に形成されているコンタクト層21と、誘電体層17の-Y側に形成されている反射層15とを連絡する。つまり、コンタクト電極31を介して、反射層15と第一クラッド層23(第一半導体層)とが電気的に接続される。
(Contact electrode 31)
The LED element 1 shown in FIG. 1 has a contact electrode 31 formed so as to penetrate the dielectric layer 17 in the Y direction at a plurality of locations in the dielectric layer 17. The contact electrode 31 connects the contact layer 21 formed on the + Y side of the dielectric layer 17 and the reflective layer 15 formed on the −Y side of the dielectric layer 17. That is, the reflective layer 15 and the first clad layer 23 (first semiconductor layer) are electrically connected via the contact electrode 31.

コンタクト電極31は、コンタクト層21に対してオーミック接触が可能な材料で構成される。コンタクト電極31は、一例として、Au/Zn/Au、AuZn、AuBe等の材料からなり、これらの材料を複数備えるものとしても構わない。これらの材料は、反射層15を構成する材料と比較して、赤外光Lに対する反射率が低い。 The contact electrode 31 is made of a material capable of ohmic contact with the contact layer 21. As an example, the contact electrode 31 is made of a material such as Au / Zn / Au, AuZn, AuBe, and may be provided with a plurality of these materials. These materials have a lower reflectance to infrared light L than the materials constituting the reflective layer 15.

Y方向に見た場合の、コンタクト電極31のパターン形状は任意である。ただし、支持基板11の主面(XZ平面、(001)面)に平行な方向(以下、「面方向」という。)に関して活性層25内の広い範囲に電流を流す観点からは、コンタクト電極31は面方向に分散して複数配置されるのが好ましい。 The pattern shape of the contact electrode 31 when viewed in the Y direction is arbitrary. However, from the viewpoint of passing a current over a wide range in the active layer 25 in a direction parallel to the main surface (XZ plane, (001) plane) of the support substrate 11 (hereinafter, referred to as “plane direction”), the contact electrode 31 It is preferable that a plurality of the currents are dispersed in the plane direction and arranged in a plurality.

Y方向に見たときの、全てのコンタクト電極31の総面積は、エピタキシャル層20(例えば活性層25)の面方向に係る面積に対して、30%以下であるのが好ましく、20%以下であるのがより好ましく、15%以下であるのが特に好ましい。コンタクト電極31の総面積が比較的大きくなると、活性層25から支持基板11側(-Y方向)に進行する赤外光L2がコンタクト電極31に吸収されてしまい、取り出し効率が低下してしまう。一方で、コンタクト電極31の総面積が小さすぎると、抵抗値が高くなって順方向電圧が上昇してしまう。 The total area of all the contact electrodes 31 when viewed in the Y direction is preferably 30% or less, preferably 20% or less, with respect to the area of the epitaxial layer 20 (for example, the active layer 25) in the plane direction. It is more preferably present, and particularly preferably 15% or less. When the total area of the contact electrode 31 becomes relatively large, the infrared light L2 traveling from the active layer 25 toward the support substrate 11 side (−Y direction) is absorbed by the contact electrode 31, and the extraction efficiency is lowered. On the other hand, if the total area of the contact electrodes 31 is too small, the resistance value becomes high and the forward voltage rises.

(第一電極33)
図1に示すLED素子1は、支持基板11のエピタキシャル層20とは反対側(-Y側)の面上に形成された、第一電極33を備える。第一電極33は支持基板11に対してオーミック接触が実現されている。第一電極33は、一例として、AuGe/Ni/Au、Pt/Ti、Ge/Pt等の材料で構成され、これらの材料を複数備えるものとしても構わない。第一電極33は、支持基板11の裏面側の所定の位置に形成され、必ずしも裏面全面に形成されなくて構わない。
(First electrode 33)
The LED element 1 shown in FIG. 1 includes a first electrode 33 formed on a surface of the support substrate 11 opposite to the epitaxial layer 20 (−Y side). Ohmic contact is realized for the first electrode 33 with respect to the support substrate 11. As an example, the first electrode 33 is made of materials such as AuGe / Ni / Au, Pt / Ti, and Ge / Pt, and a plurality of these materials may be provided. The first electrode 33 is formed at a predetermined position on the back surface side of the support substrate 11, and does not necessarily have to be formed on the entire back surface.

(第二電極32)
図1に示すLED素子1は、第二クラッド層27の上層に形成された、第二電極32を備える。第二電極32は、Y方向に見たときに、第二クラッド層27の上層において、格子状に延伸して形成されるのが好ましい。これにより、活性層25内を流れる電流を面方向に広げることができ、活性層25内の広い範囲で発光させることができる。ただし、本発明において、第二電極32のパターン形状は任意である。
(Second electrode 32)
The LED element 1 shown in FIG. 1 includes a second electrode 32 formed on the upper layer of the second clad layer 27. The second electrode 32 is preferably formed by being stretched in a grid pattern in the upper layer of the second clad layer 27 when viewed in the Y direction. As a result, the current flowing in the active layer 25 can be expanded in the plane direction, and light can be emitted in a wide range in the active layer 25. However, in the present invention, the pattern shape of the second electrode 32 is arbitrary.

第二電極32は、一例として、Au/Zn/Au、AuZn、AuBe等の材料で構成され、これらの材料を複数備えるものとしても構わない。 As an example, the second electrode 32 is made of a material such as Au / Zn / Au, AuZn, AuBe, and may be provided with a plurality of these materials.

(パッド電極34)
図1に示すLED素子1は、第二電極32の上面に形成されたパッド電極34を有する。なお、図1では、第二電極32の上面全面にパッド電極34が形成されているように図示されているが、これは図示の都合によるものである。実際には、面方向に延伸する第二電極32の一部の面上に、パッド電極34が形成されるものとして構わない。パッド電極34は、例えばTi/Au、Ti/Pt/Au等で構成される。
(Pad electrode 34)
The LED element 1 shown in FIG. 1 has a pad electrode 34 formed on the upper surface of the second electrode 32. In FIG. 1, the pad electrode 34 is shown so as to be formed on the entire upper surface of the second electrode 32, but this is due to the convenience of the illustration. Actually, the pad electrode 34 may be formed on a part of the surface of the second electrode 32 extending in the surface direction. The pad electrode 34 is composed of, for example, Ti / Au, Ti / Pt / Au, or the like.

このパッド電極34は、給電のためのボンディングワイヤを接触させる領域を確保する目的で設けられているが、本発明においてパッド電極34を備えるか否かは任意である。 The pad electrode 34 is provided for the purpose of securing a region for contacting the bonding wire for power supply, but it is arbitrary whether or not the pad electrode 34 is provided in the present invention.

[方向]
図1に示すLED素子1は、チップ化された状態の構造である。すなわち、図10Bを参照して後述されるように、支持基板11を含むウェハに対してダイシングが行われた状態の構造である。
[direction]
The LED element 1 shown in FIG. 1 has a structure in a chipped state. That is, as will be described later with reference to FIG. 10B, the structure is such that the wafer including the support substrate 11 is diced.

図2は、図1に示すLED素子1から支持基板11のみを抜き出して、+Y側から見たときの平面図を、ミラー指数を用いた結晶方位を付記した状態で示す図面である。上述したように、支持基板11は、(001)面を一方の主面とするSi基板である。ここでは、エピタキシャル層20が、支持基板11の(001)面上に形成されている場合が想定されている。つまり、図2では、支持基板11の(001)面が+Y側を向いている状態の平面図が図示されている。 FIG. 2 is a drawing showing a plan view when only the support substrate 11 is extracted from the LED element 1 shown in FIG. 1 and viewed from the + Y side, with the crystal orientation using the Miller index added. As described above, the support substrate 11 is a Si substrate having a (001) plane as one main surface. Here, it is assumed that the epitaxial layer 20 is formed on the (001) plane of the support substrate 11. That is, FIG. 2 shows a plan view in which the (001) plane of the support substrate 11 faces the + Y side.

図2に示すように、支持基板11は、[110]方向に実質的に平行な辺と、[1-10]方向に実質的に平行な辺を有した矩形板状を呈している。すなわち、支持基板11を構成する4辺のうち、向かい合う一対の2辺は、支持基板11の[110]方向に対して2°以下の範囲内の角度であり、他の向かい合う一対の2辺は、支持基板11の[1-10]方向に対して2°以下の範囲内の角度である。 As shown in FIG. 2, the support substrate 11 has a rectangular plate shape having sides substantially parallel to the [110] direction and sides substantially parallel to the [1-10] direction. That is, of the four sides constituting the support board 11, the pair of two sides facing each other have an angle within a range of 2 ° or less with respect to the [110] direction of the support board 11, and the other pair of facing sides have an angle within a range of 2 ° or less. , The angle is within the range of 2 ° or less with respect to the [1-10] direction of the support substrate 11.

図3Aは、図1に示すLED素子1から第二クラッド層27(第二半導体層)のみを抜き出して、+Y側から見たときの平面図を、ミラー指数を用いた結晶方位を付記した状態で示す図面である。 FIG. 3A shows a plan view when only the second clad layer 27 (second semiconductor layer) is extracted from the LED element 1 shown in FIG. 1 and viewed from the + Y side, with the crystal orientation using the Miller index added. It is a drawing shown by.

図5Aを参照して後述されるように、第二クラッド層27を含むエピタキシャル層20は、(001)面を主面とする成長基板3上にエピタキシャル成長されることで形成される。つまり、エピタキシャル層20を構成する各半導体層は、成長基板3の結晶方位を維持した状態で成長する。その後、図8A及び図8Bを参照して後述されるように、この成長基板3は、エピタキシャル層20を支持基板11側に向けた状態で、支持基板11と貼り合わせられた後、除去される。つまり、エピタキシャル層20の主面は、成長基板3と同じく(001)面であり、この面は支持基板11側を向いている。このため、図3Aには、第二クラッド層27の(001)面に対して裏側の(00-1)面が+Y側を向いている状態の平面図が図示されている。ただし、成長基板3の(00-1)面上にエピタキシャル層20が形成されるものとしても構わない。 As will be described later with reference to FIG. 5A, the epitaxial layer 20 including the second clad layer 27 is formed by epitaxially growing on a growth substrate 3 having a (001) plane as a main surface. That is, each semiconductor layer constituting the epitaxial layer 20 grows while maintaining the crystal orientation of the growth substrate 3. Then, as will be described later with reference to FIGS. 8A and 8B, the growth substrate 3 is attached to the support substrate 11 with the epitaxial layer 20 facing the support substrate 11 side, and then removed. .. That is, the main surface of the epitaxial layer 20 is the (001) surface like the growth substrate 3, and this surface faces the support substrate 11 side. Therefore, FIG. 3A shows a plan view of the second clad layer 27 in a state where the (001) surface on the back side faces the + Y side with respect to the (001) surface. However, the epitaxial layer 20 may be formed on the (00-1) plane of the growth substrate 3.

図2及び図3Aに示すように、本実施形態のLED素子1は、第二クラッド層27の[100]方向が、支持基板11の[110]方向に対して実質的に平行である。つまり、第二クラッド層27の[100]方向と、支持基板11の[110]方向とがなす角度は、2°以下の範囲内である。なお、第二クラッド層27の[100]方向と、支持基板11の[110]方向とがなす角度は、例えばX線回折法(XRD法)を用いて測定できる。 As shown in FIGS. 2 and 3A, in the LED element 1 of the present embodiment, the [100] direction of the second clad layer 27 is substantially parallel to the [110] direction of the support substrate 11. That is, the angle formed by the [100] direction of the second clad layer 27 and the [110] direction of the support substrate 11 is within a range of 2 ° or less. The angle formed by the [100] direction of the second clad layer 27 and the [110] direction of the support substrate 11 can be measured by using, for example, an X-ray diffraction method (XRD method).

方向同士の角度を評価する場合には、各方向の正負の向きは問わないものとする。すなわち、[110]方向と[-1-10]方向とは同方向であるものとし、同様に、[1-10]方向と[-110]方向とは同方向であるものとする。 When evaluating the angle between directions, the positive and negative directions of each direction do not matter. That is, it is assumed that the [110] direction and the [-1-10] direction are the same direction, and similarly, the [1-10] direction and the [-110] direction are the same direction.

つまり、図2及び図3Aに示すように、本実施形態のLED素子1は、第二クラッド層27の[110]方向が、支持基板11の[110]方向に対して実質的に45°傾いている。このことは、エピタキシャル層20を構成する各半導体層の[110]方向が、支持基板11の[110]方向に対して実質的に45°傾いていることを意味する。 That is, as shown in FIGS. 2 and 3A, in the LED element 1 of the present embodiment, the [110] direction of the second clad layer 27 is substantially tilted by 45 ° with respect to the [110] direction of the support substrate 11. ing. This means that the [110] direction of each semiconductor layer constituting the epitaxial layer 20 is substantially tilted by 45 ° with respect to the [110] direction of the support substrate 11.

エピタキシャル層20を構成する各半導体層の一辺の方向である[110]方向が、支持基板11の[110]方向に対して実質的に45°傾いていることは、チップ化のためのダイシング工程の際に、支持基板の[110]方向から45°傾いた向きに沿ってダイシングされることを意味する。この結果、ダイシングによって形成されたチッピングは、切断面とは異なる方向に進展しやすくなる。ただし、切断面の方向が劈開性の高い方向よりも実質的に45°傾いていることで、チッピングが大きな劈開面に進展する前に、別方向の劈開が生じ、適度な大きさのチッピングからなる多数の凹凸部が支持基板の面に形成される。 The fact that the [110] direction, which is the direction of one side of each semiconductor layer constituting the epitaxial layer 20, is substantially tilted by 45 ° with respect to the [110] direction of the support substrate 11, is a dicing step for chipping. At this time, it means that the dicing is performed along the direction inclined by 45 ° from the [110] direction of the support substrate. As a result, the chipping formed by dicing tends to proceed in a direction different from the cut surface. However, since the direction of the cut surface is substantially tilted by 45 ° from the direction of high cleavage, cleavage in another direction occurs before the chipping progresses to the large cleavage surface, and the cleavage is from an appropriate size. A large number of uneven portions are formed on the surface of the support substrate.

これにより、導電性接着剤に対するアンカー効果が高まり、ダイシェア強度が向上する。本発明の構成によってダイシェア強度が向上した点については、実施例を参照して後述される。 As a result, the anchor effect on the conductive adhesive is enhanced, and the die shear strength is improved. The point that the die share strength is improved by the configuration of the present invention will be described later with reference to Examples.

なお、ダイシング方向を、支持基板11の劈開性の高い方向([110]方向)に対して実質的に45°傾けるという観点からは、図3Bに示すように、第二クラッド層27(すなわちエピタキシャル層20)の[010]方向と、支持基板11の[110]方向(図2参照)とが2°以下の範囲内の角度となるように配置されていても構わない。 From the viewpoint that the dicing direction is substantially tilted by 45 ° with respect to the highly cleaveable direction ([110] direction) of the support substrate 11, as shown in FIG. 3B, the second clad layer 27 (that is, epitaxial). The layer 20) may be arranged so that the [010] direction and the support substrate 11 [110] direction (see FIG. 2) have an angle within a range of 2 ° or less.

[製造方法]
上述したLED素子1の製造方法の一例について、図4A~図11の各図を参照して説明する。図4A、図5A~図5C、図6A、図7、図8A、図9A~図9E、図10A~図11は、いずれも製造プロセス内における一工程における断面図である。他の図面については、以下において後述される。
[Production method]
An example of the manufacturing method of the LED element 1 described above will be described with reference to the respective drawings of FIGS. 4A to 11. 4A, 5A-5C, 6A, 7, 8A, 9A-9E, and 10A-11 are all cross-sectional views of one step in the manufacturing process. Other drawings will be described later.

(ステップS1)
図4Aに示すように、成長基板3を準備する。本実施形態では、(001)面を一方の主面とするInP基板が好適に利用される。図4Bは、成長基板3の(001)面を上面にした平面図である。ここでは、一例として、成長基板3として、オリエンテーションフラット(OF)と、インデックスフラット(IF)が設けられたInP基板が利用される。OFは、成長基板3の(110)面に形成されており、IFは、成長基板3の(1-10)面に形成されている。
(Step S1)
As shown in FIG. 4A, the growth substrate 3 is prepared. In the present embodiment, an InP substrate having the (001) plane as one of the main planes is preferably used. FIG. 4B is a plan view with the (001) plane of the growth substrate 3 as the upper surface. Here, as an example, an InP substrate provided with an orientation flat (OF) and an index flat (IF) is used as the growth substrate 3. The OF is formed on the (110) plane of the growth substrate 3, and the IF is formed on the (1-10) plane of the growth substrate 3.

なお、成長基板3としては、次の工程で形成したいエピタキシャル層20を成長できる基板であれば、InPには限定されず、GaAsや、GaPを利用できる。 The growth substrate 3 is not limited to InP as long as it can grow the epitaxial layer 20 to be formed in the next step, and GaAs or GaP can be used.

このステップS1が、工程(a)に対応する。 This step S1 corresponds to the step (a).

(ステップS2)
図5Aに示すように、成長基板3をMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置内に搬送し、成長基板3の(001)面上に、バッファ層29、エッチングストップ層(ES層)28、第二クラッド層27、活性層25、第一クラッド層23及びコンタクト層21を順次エピタキシャル成長させて、エピタキシャル層20を形成する。本ステップS2において、成長させる層の材料や膜厚に応じて、原料ガスの種類及び流量、処理時間、環境温度等が適宜調整される。
(Step S2)
As shown in FIG. 5A, the growth substrate 3 is conveyed into the MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) apparatus, and the buffer layer 29, the etching stop layer (ES layer) 28, and the third layer are placed on the (001) plane of the growth substrate 3. The biclad layer 27, the active layer 25, the first clad layer 23, and the contact layer 21 are sequentially epitaxially grown to form the epitaxial layer 20. In this step S2, the type and flow rate of the raw material gas, the treatment time, the environmental temperature, and the like are appropriately adjusted according to the material and the film thickness of the layer to be grown.

一例として、Siをドーパントしたn型のInPを所定膜厚(例えば500nm程度)成膜することでバッファ層29が形成され、その後、バッファ層29とは異なる材料の層(ここでは、InGaAs層)を所定膜厚(例えば200nm程度)成膜することでES層28が形成される。その後、上述した膜厚や組成となるように成長条件が設定された状態で、第二クラッド層27、活性層25、第一クラッド層23及びコンタクト層21が順次形成される。 As an example, a buffer layer 29 is formed by forming an n-type InP having a Si dopant as a predetermined film thickness (for example, about 500 nm), and then a layer of a material different from that of the buffer layer 29 (here, an InGaAs layer). The ES layer 28 is formed by forming a film having a predetermined film thickness (for example, about 200 nm). After that, the second clad layer 27, the active layer 25, the first clad layer 23, and the contact layer 21 are sequentially formed in a state where the growth conditions are set so as to have the above-mentioned film thickness and composition.

このステップS2が、工程(b)に対応する。 This step S2 corresponds to the step (b).

(ステップS3)
エピタキシャル層20が形成されたウェハが、MOCVD装置から取り出された後、プラズマCVD法によって例えばSiO2からなる誘電体層17が成膜される(図5B参照)。次に、誘電体層17の表面に、フォトリソグラフィ法によってパターニングされたレジストマスクが形成される。バッファードフッ酸などの所定の薬剤を用いたエッチング法により、レジスト開口部に形成された誘電体層17が除去された後、EB蒸着装置によって、例えば、Au/Zn/Auからなるコンタクト電極31の材料膜が成膜される。
(Step S3)
After the wafer on which the epitaxial layer 20 is formed is taken out from the MOCVD apparatus, a dielectric layer 17 made of, for example, SiO 2 is formed by a plasma CVD method (see FIG. 5B). Next, a resist mask patterned by a photolithography method is formed on the surface of the dielectric layer 17. After the dielectric layer 17 formed in the resist opening is removed by an etching method using a predetermined chemical such as buffered hydrofluoric acid, a contact electrode 31 made of, for example, Au / Zn / Au is used by an EB vapor deposition apparatus. Material film is formed.

次に、レジストマスクが除去された後、不要領域(ただし下記のアライメントマーク形成予定領域を除く)に形成された材料膜がリフトオフされることでコンタクト電極31が形成される。このとき、成長基板3に形成されたOFを基準として、コンタクト電極31と同材料からなるアライメントマークが、エピタキシャル層20の一部上面に形成される。好ましくは、アライメントマークは、成長基板3の面方向に関して、LEDの形成予定領域から充分に離れた2箇所又は3箇所以上の位置に設けられる。その後、例えば、450℃、10分間の加熱処理によってアロイ処理(アニール処理)が施されることで、コンタクト層21とコンタクト電極31との間のオーミック接触が実現される。 Next, after the resist mask is removed, the material film formed in the unnecessary region (excluding the region where the alignment mark is planned to be formed below is excluded) is lifted off to form the contact electrode 31. At this time, an alignment mark made of the same material as the contact electrode 31 is formed on a part of the upper surface of the epitaxial layer 20 with the OF formed on the growth substrate 3 as a reference. Preferably, the alignment marks are provided at two or three or more positions sufficiently distant from the planned formation region of the LED with respect to the plane direction of the growth substrate 3. After that, for example, an alloy treatment (annealing treatment) is performed by heat treatment at 450 ° C. for 10 minutes to realize ohmic contact between the contact layer 21 and the contact electrode 31.

(ステップS4)
図5Cに示すように、反射層15、バリア層14、及び接合層13aが順次形成される。例えば、EB蒸着装置によって、Al/Auが所定の膜厚で成膜されることで反射層15が形成され、引き続き、Ti/Pt/Auが所定の膜厚で成膜されることでバリア層14が形成され、引き続き、Ti/Auが所定の膜厚で成膜されることで接合層13aが形成される。接合層13aは上述した接合層13と同一の材料として構わない。
(Step S4)
As shown in FIG. 5C, the reflective layer 15, the barrier layer 14, and the bonding layer 13a are sequentially formed. For example, an EB vapor deposition apparatus forms a reflective layer 15 by forming Al / Au with a predetermined film thickness, and subsequently, a barrier layer is formed by forming Ti / Pt / Au with a predetermined film thickness. 14 is formed, and subsequently, Ti / Au is formed into a film having a predetermined film thickness to form a bonding layer 13a. The bonding layer 13a may be made of the same material as the bonding layer 13 described above.

(ステップS5)
図6Aに示すように、成長基板3とは別の支持基板11が準備される。本実施形態では、(001)面を一方の主面とし、B(ホウ素)が高濃度にドープされた導電性を示すSi基板が利用される。支持基板11の電気抵抗率は、100mΩ・cm(=1mΩ・m)未満とするのが好適である。
(Step S5)
As shown in FIG. 6A, a support substrate 11 different from the growth substrate 3 is prepared. In the present embodiment, a Si substrate having a (001) plane as one main plane and having a high concentration of B (boron) doped is used. The electrical resistivity of the support substrate 11 is preferably less than 100 mΩ · cm (= 1 mΩ · m).

図6Bは、支持基板11の(001)面を上面にした平面図である。ここでは、支持基板11として、(110)面にオリエンテーションフラット(OF)が形成されたSi基板が一例として利用される。 FIG. 6B is a plan view with the (001) surface of the support substrate 11 as the upper surface. Here, as the support substrate 11, a Si substrate having an orientation flat (OF) formed on the (110) surface is used as an example.

このステップS5が、工程(c)に対応する。 This step S5 corresponds to the step (c).

(ステップS6)
図7に示すように、支持基板11の主面上に、バリア層16及び接合層13bが形成される。バリア層16及び接合層13bは、ステップS4で上述した、バリア層14、及び接合層13aと同様の方法で形成できる。
(Step S6)
As shown in FIG. 7, the barrier layer 16 and the bonding layer 13b are formed on the main surface of the support substrate 11. The barrier layer 16 and the bonding layer 13b can be formed by the same method as the barrier layer 14 and the bonding layer 13a described above in step S4.

このステップS6が、工程(g)に対応する。なお、バリア層16を形成するか否かは任意である。 This step S6 corresponds to the step (g). Whether or not the barrier layer 16 is formed is arbitrary.

(ステップS7)
図8Aに示すように、接合層13(13a,13b)を介して、成長基板3と支持基板11とが貼り合わせられる。好ましくは、それぞれの接合層13(13a,13b)の表面を洗浄した状態で重ね合わせられる。
(Step S7)
As shown in FIG. 8A, the growth substrate 3 and the support substrate 11 are bonded to each other via the bonding layer 13 (13a, 13b). Preferably, the surfaces of the respective bonding layers 13 (13a, 13b) are laminated in a washed state.

この重ね合わせの工程の際に、成長基板3と支持基板11の位置関係がずれないよう、調整される。図8B及び図8Cは、この位置合わせの状態を保持するための方法の一例を模式的に示す図面であり、図8Cは図8Bを方向d1から見たときの模式的な図面である。板バネ等からなる押し当て部材(53,54)と、ピン等からなる位置決め部材(51,52)が準備される(工程(d1))。 During this superposition step, adjustments are made so that the positional relationship between the growth substrate 3 and the support substrate 11 does not shift. 8B and 8C are drawings schematically showing an example of a method for maintaining this alignment state, and FIG. 8C is a schematic drawing when FIG. 8B is viewed from the direction d1. A pressing member (53, 54) made of a leaf spring or the like and a positioning member (51, 52) made of a pin or the like are prepared (step (d1)).

押し当て部材53と位置決め部材51は、支持基板11(ここではSi基板)の位置決めに利用され、押し当て部材54と位置決め部材52は、成長基板3(ここではInP基板)の位置決めに利用される。つまり、図8Cに示すように、位置決め部材51は、支持基板11の厚み未満の高さで台座58から突出したピン等で構成される。なお、図示されていないが、押し当て部材53は、支持基板11の側面領域を押し当て可能であって、且つ成長基板3には押し当てられないように構成されている。また図8Cに示すように、位置決め部材52は、成長基板3の側面のみを付き当てるピン等で構成され、押し当て部材54は、成長基板3の側面領域を押し当て可能であって、且つ支持基板11には押し当てられないように構成されている。 The pressing member 53 and the positioning member 51 are used for positioning the support substrate 11 (here, the Si substrate), and the pressing member 54 and the positioning member 52 are used for positioning the growth substrate 3 (here, the InP substrate). .. That is, as shown in FIG. 8C, the positioning member 51 is composed of pins and the like protruding from the pedestal 58 at a height less than the thickness of the support substrate 11. Although not shown, the pressing member 53 is configured so that the side surface region of the support substrate 11 can be pressed and not pressed against the growth substrate 3. Further, as shown in FIG. 8C, the positioning member 52 is composed of a pin or the like that abuts only the side surface of the growth substrate 3, and the pressing member 54 can press and support the side surface region of the growth substrate 3. It is configured so that it cannot be pressed against the substrate 11.

そして、成長基板3(InP)のOFと、支持基板11(Si)のOFとが実質的に45°傾いた状態に調整される(工程(d2))。言い換えれば、支持基板11の[110]方向と成長基板3の[100]方向とが実質的に平行になるように調整される(図8B参照)。 Then, the OF of the growth substrate 3 (InP) and the OF of the support substrate 11 (Si) are adjusted to be substantially tilted by 45 ° (step (d2)). In other words, the [110] direction of the support substrate 11 and the [100] direction of the growth substrate 3 are adjusted to be substantially parallel (see FIG. 8B).

この状態で、支持基板11は、押し当て部材53によって位置決め部材51側に向けて外力f53によって押し当てられ、成長基板3は、押し当て部材54によって位置決め部材52側に向けて外力f54によって押し当てられる。これにより、成長基板3の[100]方向と、支持基板11の[110]方向とが実質的に平行となるように保持される(工程(d3))。 In this state, the support substrate 11 is pressed by the pressing member 53 toward the positioning member 51 side by the external force f53, and the growth substrate 3 is pressed by the pressing member 54 toward the positioning member 52 side by the external force f54. Be done. As a result, the [100] direction of the growth substrate 3 and the [110] direction of the support substrate 11 are held so as to be substantially parallel (step (d3)).

この押し当てを行うことで、成長基板3の[100]方向と支持基板11の[110]方向とを実質的に平行に保持しながら、ウェハボンディング装置で加圧しながら昇温する(工程(d4))。これにより、成長基板3上の接合層13aと支持基板11上の接合層13bとが、溶融されて一体化され(接合層13)、両基板が接合される。この結果、成長基板3と支持基板11とが貼り合わせられた後においても、成長基板3の[100]方向と支持基板11の[110]方向とが実質的に平行となる。言い換えれば、成長基板3の[110]方向と支持基板11の[110]方向とは、実質的に45°傾いた状態となる。 By performing this pressing, the temperature is raised while being pressurized by the wafer bonding apparatus while keeping the [100] direction of the growth substrate 3 and the [110] direction of the support substrate 11 substantially parallel (step (d4). )). As a result, the bonding layer 13a on the growth substrate 3 and the bonding layer 13b on the support substrate 11 are melted and integrated (bonding layer 13), and both substrates are bonded. As a result, even after the growth substrate 3 and the support substrate 11 are bonded together, the [100] direction of the growth substrate 3 and the [110] direction of the support substrate 11 are substantially parallel. In other words, the [110] direction of the growth substrate 3 and the [110] direction of the support substrate 11 are substantially tilted by 45 °.

このステップS7が、工程(d)に対応する。 This step S7 corresponds to the step (d).

(ステップS8)
図9Aに示すように、成長基板3が除去される。一例としては、接合した状態の基板を塩酸系のエッチャントに浸漬することで、成長基板3が除去される。このとき、成長基板3やバッファ層29とは異なる材料で形成されたES層28は、塩酸系のエッチャントに不溶であるため、ES層28が露出した時点でエッチング処理が停止する。
(Step S8)
As shown in FIG. 9A, the growth substrate 3 is removed. As an example, the growth substrate 3 is removed by immersing the bonded substrate in a hydrochloric acid-based etchant. At this time, since the ES layer 28 formed of a material different from the growth substrate 3 and the buffer layer 29 is insoluble in the hydrochloric acid-based etchant, the etching process is stopped when the ES layer 28 is exposed.

このステップS8が、工程(e)に対応する。 This step S8 corresponds to the step (e).

(ステップS9)
図9Bに示すように、ES層28を除去して第二クラッド層27を露出させる。例えば、必要に応じて純水で洗浄後、ES層28に対しては可溶で、第二クラッド層27に対しては不溶な所定の薬液に浸漬することで、ES層28が除去される。一例として、硫酸と過酸化水素水の混合溶液(SPM)を利用できる。
(Step S9)
As shown in FIG. 9B, the ES layer 28 is removed to expose the second clad layer 27. For example, the ES layer 28 is removed by immersing it in a predetermined chemical solution that is soluble in the ES layer 28 and insoluble in the second clad layer 27 after washing with pure water as needed. .. As an example, a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (SPM) can be used.

(ステップS10)
図9Cに示すように、露出した第二クラッド層27の表面に対して第二電極32が形成される。より具体的には、ステップS3で形成されたアライメントマークを基準として、第二クラッド層27の表面に、フォトリソグラフィ法によってパターニングされたレジストマスクが形成される。次に、EB蒸着装置によって、第二電極32の形成材料(例えば、Au/Ge/Au)が成膜された後、リフトオフすることで、第二電極32が形成される。その後、第二電極32のオーミック性を実現するために、例えば450℃、10分間の加熱処理によってアロイ処理(アニール処理)が施される。
(Step S10)
As shown in FIG. 9C, the second electrode 32 is formed on the surface of the exposed second clad layer 27. More specifically, a resist mask patterned by a photolithography method is formed on the surface of the second clad layer 27 with reference to the alignment mark formed in step S3. Next, the material for forming the second electrode 32 (for example, Au / Ge / Au) is formed by the EB vapor deposition apparatus, and then lifted off to form the second electrode 32. Then, in order to realize the ohmic property of the second electrode 32, an alloy treatment (annealing treatment) is performed, for example, by heat treatment at 450 ° C. for 10 minutes.

次に、第二電極32の上面の所定位置にパッド電極34が形成される。この場合も、第二電極32と同様に、EB蒸着装置による成膜、及びリフトオフ工程によって実現できる。 Next, the pad electrode 34 is formed at a predetermined position on the upper surface of the second electrode 32. In this case as well, it can be realized by the film formation by the EB vapor deposition apparatus and the lift-off process as in the case of the second electrode 32.

(ステップS11)
図9Dに示すように、エピタキシャル層20に対してメサエッチングが行われる。より具体的には、ステップS3で形成されたアライメントマークを基準として、フォトリソグラフィ法でパターニングされたレジストが形成される。具体的には、第二クラッド層27の[110]方向及び[1-10]方向に沿った開口領域を有するレジストが形成される。次に、このレジストをマスクとして所定のエッチャントでエッチングが行われることで、エピタキシャル層20の所定箇所がエッチングされて、誘電体層17が露出する。その後、アセトン等の洗浄液でレジストが除去される。
(Step S11)
As shown in FIG. 9D, mesa etching is performed on the epitaxial layer 20. More specifically, a resist patterned by a photolithography method is formed with reference to the alignment mark formed in step S3. Specifically, a resist having an opening region along the [110] direction and the [1-10] direction of the second clad layer 27 is formed. Next, by etching with a predetermined etchant using this resist as a mask, a predetermined portion of the epitaxial layer 20 is etched to expose the dielectric layer 17. After that, the resist is removed with a cleaning solution such as acetone.

この工程により、エピタキシャル層20には、[110]方向及び[1-10]方向に沿ったダイシングラインが形成される。 By this step, dicing lines along the [110] direction and the [1-10] direction are formed in the epitaxial layer 20.

(ステップS12)
図9Eに示すように、支持基板11の裏面側の厚みが調整された後、支持基板11の裏面側に第一電極33が形成される。第一電極33の具体的な形成方法としては、第二電極32と同様に、EB蒸着装置によって第一電極33の形成材料(例えばTi/Pt/Au)を成膜後、リフトオフすることで形成できる。
(Step S12)
As shown in FIG. 9E, after the thickness of the back surface side of the support substrate 11 is adjusted, the first electrode 33 is formed on the back surface side of the support substrate 11. As a specific method for forming the first electrode 33, as in the case of the second electrode 32, the material for forming the first electrode 33 (for example, Ti / Pt / Au) is formed by forming a film by an EB vapor deposition apparatus and then lifted off. can.

なお、支持基板11の裏面側の厚みの調整は、必要に応じて行えばよく、必ずしも必須な工程ではない。また、厚みの程度も用途等に応じて適宜設定される。 The thickness of the back surface side of the support substrate 11 may be adjusted as needed, and is not necessarily an essential process. Further, the degree of thickness is also appropriately set according to the application and the like.

(ステップS13)
支持基板11ごとダイシングされることで、チップ化される。この工程について、図10A及び図10Bを参照して説明する。
(Step S13)
By dicing together with the support substrate 11, it is made into a chip. This process will be described with reference to FIGS. 10A and 10B.

図10Aは、ステップS12が完了した時点におけるウェハの断面を模式的に示す図面である。ステップS11におけるメサエッチング工程が行われたことで、エピタキシャル層20には、素子毎を区別するためのダイシングライン38が形成されているが、各エピタキシャル層20は、それぞれ共通の支持基板11上に形成されている。 FIG. 10A is a drawing schematically showing a cross section of the wafer at the time when step S12 is completed. Since the mesa etching step in step S11 is performed, a dicing line 38 for distinguishing each element is formed in the epitaxial layer 20, and each epitaxial layer 20 is placed on a common support substrate 11. It is formed.

この状態において、例えばダイヤモンドブレード等を用いて、ステップS11で形成されたダイシングライン38に沿って、支持基板11と共にダイシングが行われる(図10B参照)。より具体的には、支持基板11の裏面側(第一電極33側)をダイシングテープ40に貼り付けて固定した状態で、ブレード41が挿入されてダイシングが行われる。その際、ダイシングテープ40の切り込み厚(カット深さwd40)が適宜設定される。 In this state, dicing is performed together with the support substrate 11 along the dicing line 38 formed in step S11 using, for example, a diamond blade (see FIG. 10B). More specifically, the blade 41 is inserted and dicing is performed in a state where the back surface side (first electrode 33 side) of the support substrate 11 is attached to and fixed to the dicing tape 40. At that time, the cut thickness (cut depth wd40) of the dicing tape 40 is appropriately set.

カット後は、適宜洗浄等の工程によって、ダイシングの切削ゴミが除去される。 After cutting, cutting dust of dicing is removed by a process such as cleaning as appropriate.

ステップS13の開始前の時点で、エピタキシャル層20には、[110]方向及び[1-10]方向に沿ったダイシングライン38が形成されている。そして、ステップS7において、支持基板11と成長基板3とは、成長基板3の[100]方向と支持基板11の[110]方向とが実質的に平行となるように貼り合わせられている。つまり、エピタキシャル層20の[110]方向と支持基板11の[110]方向とが、実質的に45°傾けられた状態で、エピタキシャル層20の[110]方向及び[1-10]方向に沿ってダイシングが行われる。 Before the start of step S13, the epitaxial layer 20 is formed with a dicing line 38 along the [110] direction and the [1-10] direction. Then, in step S7, the support substrate 11 and the growth substrate 3 are bonded so that the [100] direction of the growth substrate 3 and the [110] direction of the support substrate 11 are substantially parallel to each other. That is, in a state where the [110] direction of the epitaxial layer 20 and the [110] direction of the support substrate 11 are substantially tilted by 45 °, along the [110] direction and the [1-10] direction of the epitaxial layer 20. Dicing is performed.

これにより、支持基板11に対しては、支持基板11の[110]方向及び[1-10]方向に対して実質的に45°傾けられたダイシングライン38に沿って、ダイシングが行われる。ダイシング方向は、支持基板11の劈開性の高い{110}面に平行な方向に対して実質的に45°傾けられていることから、ダイシング時に発生したチッピングが大きな劈開面に進展する前に、別方向の劈開が生じ、適度な大きさのチッピングからなる多数の凹凸部が支持基板11の面に形成される。 As a result, dicing is performed on the support substrate 11 along the dicing line 38 that is substantially tilted by 45 ° with respect to the [110] direction and the [1-10] direction of the support substrate 11. Since the dicing direction is substantially tilted by 45 ° with respect to the direction parallel to the highly cleaveable {110} plane of the support substrate 11, before the chipping generated during dicing progresses to the large cleavage plane, Cleavage occurs in the other direction, and a large number of uneven portions made of chipping of an appropriate size are formed on the surface of the support substrate 11.

このステップS13が、工程(f)に対応する。 This step S13 corresponds to the step (f).

(ステップS14)
チップ化されたLED素子1は、Agペースト等の導電性接着剤62を用いてステム61等に実装される(図11参照)。上述したように、支持基板11の表面には、微小な凹凸部が形成されているため、Agペーストに対してアンカー効果が働き、高いダイシェア強度が確保される。
(Step S14)
The chipped LED element 1 is mounted on a stem 61 or the like using a conductive adhesive 62 such as Ag paste (see FIG. 11). As described above, since the surface of the support substrate 11 has minute uneven portions, the anchor effect acts on the Ag paste and high die shear strength is ensured.

このステップS14が、工程(h)に対応する。 This step S14 corresponds to the step (h).

[検証]
以下、上記LED素子によればダイシェア強度が向上できる点につき、実施例を用いて検証する。
[inspection]
Hereinafter, the point that the die share strength can be improved by the above LED element will be verified by using an example.

(実施例1)
上述したステップS1~S13の方法で製造されたLED素子を実施例1とした。ここで、ステップS7においては、成長基板3(InP)のOFと、支持基板11(Si)のOFとがほぼ45°となるように調整・保持された状態で、貼り合わせが行われた。このとき、成長基板3の[110]方向と、支持基板11の[110]方向のなす角度は45.3°であった。この角度は、座標測定機能が搭載された金属顕微鏡によって測定された。
(Example 1)
The LED element manufactured by the method of steps S1 to S13 described above was designated as Example 1. Here, in step S7, the bonding was performed in a state where the OF of the growth substrate 3 (InP) and the OF of the support substrate 11 (Si) were adjusted and held so as to be approximately 45 °. At this time, the angle between the [110] direction of the growth substrate 3 and the [110] direction of the support substrate 11 was 45.3 °. This angle was measured by a metallurgical microscope equipped with a coordinate measurement function.

また、ステップS13では、ダイシングピッチ(すなわちチップ幅に対応)が350μmとされた。ステップS13完了後に支持基板11に形成されたカーフ(ダイシング切断溝)の幅は平均30μmであった。 Further, in step S13, the dicing pitch (that is, corresponding to the tip width) was set to 350 μm. The width of the calf (dicing cutting groove) formed on the support substrate 11 after the completion of step S13 was 30 μm on average.

なお、ステップS11では、ステップS3においてエピタキシャル層20に対して付されたアライメントマークに基づいてメサエッチングが行われているため、メサエッチングの方向(ダイシングラインの方向)は、成長基板3の[110]方向及び[1-10]方向に対して±0.3°以内の範囲内のずれに留められており、成長基板3の[110]方向及び[1-10]方向に対して同方向とみなせる。 In step S11, since the mesa etching is performed based on the alignment mark attached to the epitaxial layer 20 in step S3, the direction of the mesa etching (direction of the dicing line) is [110] of the growth substrate 3. ] Direction and [1-10] direction within ± 0.3 °, and the same direction as the [110] direction and [1-10] direction of the growth substrate 3. Can be regarded.

(実施例2)
ステップS7における位置合わせの調整の精度を緩和した以外は、実施例1と同様の方法で製造されたLED素子を実施例2とした。このとき、成長基板3の[110]方向と、支持基板11の[110]方向のなす角度は、43.3°であった。
(Example 2)
The LED element manufactured by the same method as in the first embodiment was used as the second embodiment except that the accuracy of the alignment adjustment in step S7 was relaxed. At this time, the angle between the [110] direction of the growth substrate 3 and the [110] direction of the support substrate 11 was 43.3 °.

(比較例1)
ステップS7において、位置決め部材51や押し当て部材52といった治具を用いることなく、単に、成長基板3(InP)のOFと、支持基板11(Si)のOFとが同じ向きになるようにした後に、貼り合わせを行った点を除けば、実施例1と同様の方法で製造されたLED素子を比較例1とした。このとき、成長基板3の[110]方向と、支持基板11の[110]方向のなす角度は、4.0°であった。
(Comparative Example 1)
In step S7, after the OF of the growth substrate 3 (InP) and the OF of the support substrate 11 (Si) are simply oriented in the same direction without using a jig such as a positioning member 51 or a pressing member 52. The LED element manufactured by the same method as in Example 1 was used as Comparative Example 1 except that the bonding was performed. At this time, the angle between the [110] direction of the growth substrate 3 and the [110] direction of the support substrate 11 was 4.0 °.

図12A~図12Bは、それぞれ実施例1及び比較例1のLED素子が備える支持基板11の裏面側の写真である。詳細には、LED素子のパッド電極34側をステップS13で用いられたダイシングテープ40とは別のダイシングテープに貼り付けた後、ダイシングテープ40を剥離し、第一電極33側から各LED素子を測長顕微鏡で観察したときの写真である。 12A to 12B are photographs of the back surface side of the support substrate 11 included in the LED elements of Example 1 and Comparative Example 1, respectively. Specifically, after the pad electrode 34 side of the LED element is attached to a dicing tape different from the dicing tape 40 used in step S13, the dicing tape 40 is peeled off, and each LED element is detached from the first electrode 33 side. It is a photograph when observed with a dicing microscope.

いずれの写真においても、矩形状の領域がチップ部分であり、それらの境界が、ダイシングされた後の隣接チップ間同士の間隙に対応する。図12Bの写真と比べて、図12Aの写真は、境界領域にジグザグ形状の凹凸が多く形成されていることが確認される。 In each photograph, the rectangular region is the chip portion, and the boundary thereof corresponds to the gap between the adjacent chips after dicing. It is confirmed that in the photograph of FIG. 12A, more zigzag-shaped irregularities are formed in the boundary region as compared with the photograph of FIG. 12B.

(試験)
ステップS13までの工程を経て製造された、実施例1~2、比較例1の各LED素子を、ステップS14と同様に、AgペーストでAuめっきした鉄ステム上に実装した(図11参照)。この実装後のLED素子(サンプル数はそれぞれ48個)に対して、IEC 60749-19に準じた方法でダイシェアテストを行った。この結果を下記表1に示す。
(test)
The LED elements of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 manufactured through the steps up to step S13 were mounted on an iron stem Au-plated with Ag paste in the same manner as in step S14 (see FIG. 11). A die-share test was performed on the LED elements after mounting (the number of samples is 48 each) by a method according to IEC 60749-19. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2022087393000002
Figure 2022087393000002

実施例1及び実施例2に比べて、比較例1は、ダイシェア強度が低いことが分かる。このことからも、実施例1及び実施例2のLED素子によれば、ダイシング後の支持基板11の表面に微小な凹凸が形成されることで、導電性接着剤に対する接合力が向上し、ダイシェア強度が高められたことが分かる。 It can be seen that the die share strength of Comparative Example 1 is lower than that of Example 1 and Example 2. For this reason as well, according to the LED elements of Examples 1 and 2, the formation of minute irregularities on the surface of the support substrate 11 after dicing improves the bonding strength to the conductive adhesive and causes die share. It can be seen that the strength has been increased.

なお、念の為、実施例1と比較例1の各データについて有意水準5%で両側検定のt検定を行ったところ、t(94)=-6.6,P=2×10-9 であった。これにより、実施例1と比較例1とは優位な差が存在すると判断される。また、実施例2と比較例1の各データについて有意水準5%で両側検定のt検定を行ったところ、t(94)=-3.6,P=4×10-4 であった。これにより、実施例2と比較例1とは優位な差が存在すると判断される。 As a precaution, when the t-test of the two-sided test was performed for each data of Example 1 and Comparative Example 1 at the significance level of 5%, t (94) = -6.6, P = 2 × 10 -9 . there were. From this, it is determined that there is a superior difference between Example 1 and Comparative Example 1. Moreover, when the t-test of the two-sided test was performed on each of the data of Example 2 and Comparative Example 1 at the significance level of 5%, it was t (94) =-3.6, P = 4 × 10 -4 . As a result, it is determined that there is a significant difference between Example 2 and Comparative Example 1.

[別実施形態]
以下、別実施形態につき説明する。
[Another Embodiment]
Hereinafter, another embodiment will be described.

〈1〉図1に示すLED素子1において、第二クラッド層27の+Y側の表面に凹凸部が形成されていても構わない。凹凸部が形成されることで、活性層25から+Y方向に進行した赤外光L(L1,L2)が第二クラッド層27の表面で活性層25側に反射される光量が低下され、光取り出し効率が高められる。 <1> In the LED element 1 shown in FIG. 1, an uneven portion may be formed on the surface of the second clad layer 27 on the + Y side. By forming the uneven portion, the amount of infrared light L (L1, L2) traveling in the + Y direction from the active layer 25 is reflected on the surface of the second clad layer 27 toward the active layer 25, and the light is reduced. Extraction efficiency is improved.

この凹凸部は、例えばステップS10の後、第二電極32が形成されていない領域内の第二クラッド層27の表面に対してウェットエッチングを行うことで形成される。 This uneven portion is formed, for example, by performing wet etching on the surface of the second clad layer 27 in the region where the second electrode 32 is not formed after step S10.

〈2〉上述した各ステップS1~S14は、LED素子1の製造に影響のない範囲であれば、その順序が適宜前後しても構わない。 <2> The order of each of the above-mentioned steps S1 to S14 may be appropriately changed as long as it does not affect the manufacture of the LED element 1.

〈3〉上述したステップS7では、位置決め部材51と押し当て部材52とを用いて、位置合わせの状態を保持しながら貼り合わせを行うものとした。しかし、位置合わせの状態の保持方法は、この方法には限定されない。他の方法としては、単なる目視による位置合わせよりも高精度に位置合わせができる方法であればよく、例えば、ボンドアライナーを用いてオリエンテーションフラットやアライメントマークの位置合わせを行う方法などが利用できる。 <3> In step S7 described above, the positioning member 51 and the pressing member 52 are used to perform bonding while maintaining the alignment state. However, the method of maintaining the alignment state is not limited to this method. As another method, any method may be used as long as the alignment can be performed with higher accuracy than the simple visual alignment. For example, a method of aligning an orientation flat or an alignment mark using a bond aligner can be used.

1 :LED素子
3 :成長基板
11 :支持基板
13 :接合層
13a :接合層
13b :接合層
14 :バリア層
15 :反射層
16 :バリア層
17 :誘電体層
20 :エピタキシャル層
21 :コンタクト層
23 :第一クラッド層
25 :活性層
27 :第二クラッド層
28 :ES層
29 :バッファ層
31 :コンタクト電極
32 :第二電極
33 :第一電極
34 :パッド電極
38 :ダイシングライン
40 :ダイシングテープ
41 :ブレード
51 :位置決め部材
52 :位置決め部材
53 :押し当て部材
54 :押し当て部材
58 :台座
61 :ステム
62 :導電性接着剤
f52 :外力
L :赤外光
wd40 :カット深さ
1: LED element 3: Growth substrate 11: Support substrate 13: Bonding layer 13a: Bonding layer 13b: Bonding layer 14: Barrier layer 15: Reflective layer 16: Barrier layer 17: Dielectric layer 20: epitaxial layer 21: Contact layer 23 : First clad layer 25: Active layer 27: Second clad layer 28: ES layer 29: Buffer layer 31: Contact electrode 32: Second electrode 33: First electrode 34: Pad electrode 38: Dicing line 40: Dicing tape 41 : Blade 51: Positioning member 52: Positioning member 53: Pushing member 54: Pushing member 58: Pedestal 61: Stem 62: Conductive adhesive f52: External force L: Infrared light wd40: Cut depth

Claims (12)

Siからなる支持基板と、
前記支持基板の上層に形成され、金属材料からなる接合層と、
前記接合層の上層に形成された、n型又はp型の第一半導体層と、
前記第一半導体層の上層に形成された活性層と、
前記活性層の上層に形成され、前記第一半導体層とは導電型の異なる第二半導体層とを備え、
前記支持基板は、(001)面を一方の主面とし、[110]方向に実質的に平行な辺、及び[1-10]方向に実質的に平行な辺を有した矩形板状を呈し、
前記第二半導体層は、(001)面を一方の主面とし、当該第二半導体層の[100]方向又は[010]方向が、前記支持基板の[110]方向に対して実質的に平行であることを特徴とする、LED素子。
A support board made of Si and
A bonding layer formed on the upper layer of the support substrate and made of a metal material,
An n-type or p-type first semiconductor layer formed on the upper layer of the bonding layer,
The active layer formed on the upper layer of the first semiconductor layer and
A second semiconductor layer formed on the upper layer of the active layer and having a different conductive type from the first semiconductor layer is provided.
The support substrate exhibits a rectangular plate shape having a (001) plane as one main surface and having sides substantially parallel to the [110] direction and sides substantially parallel to the [1-10] direction. ,
The second semiconductor layer has a (001) plane as one main surface, and the [100] direction or the [010] direction of the second semiconductor layer is substantially parallel to the [110] direction of the support substrate. An LED element characterized by being.
前記第二半導体層の[100]方向又は[010]方向と、前記支持基板の[110]方向とのなす角度が2°以下であることを特徴とする、請求項1に記載のLED素子。 The LED element according to claim 1, wherein the angle between the [100] direction or the [010] direction of the second semiconductor layer and the [110] direction of the support substrate is 2 ° or less. 前記支持基板の主面のうち、前記接合層が形成されている側とは反対側の主面に形成された第一電極と、
前記第二半導体層の上層に形成された第二電極とを備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載のLED素子。
Of the main surface of the support substrate, the first electrode formed on the main surface opposite to the side on which the bonding layer is formed, and
The LED element according to claim 1 or 2, further comprising a second electrode formed on the upper layer of the second semiconductor layer.
前記接合層の上層の位置、且つ前記第一半導体層の下層の位置に形成され、前記活性層で生成される光に対する反射率が前記接合層よりも高い材料からなる反射層と、
前記反射層の上層の位置、且つ前記第一半導体層の下層の位置に形成された誘電体層と、
前記誘電体層の一部領域において、前記誘電体層内を前記支持基板の主面に直交する方向に貫通し、前記反射層と前記第一半導体層とを電気的に連絡するコンタクト電極とを備ることを特徴とする、請求項3に記載のLED素子。
A reflective layer made of a material formed at the position of the upper layer of the bonding layer and the position of the lower layer of the first semiconductor layer and having a reflectance to light generated by the active layer higher than that of the bonding layer.
The dielectric layer formed at the position of the upper layer of the reflective layer and the position of the lower layer of the first semiconductor layer,
In a partial region of the dielectric layer, a contact electrode that penetrates the inside of the dielectric layer in a direction orthogonal to the main surface of the support substrate and electrically connects the reflection layer and the first semiconductor layer is provided. The LED element according to claim 3, wherein the LED element is provided.
前記第一半導体層、前記活性層、及び前記第二半導体層は、いずれもInPからなる成長基板に格子整合可能な材料で構成されていることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のLED素子。 Any of claims 1 to 4, wherein the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer are all made of a material that can be lattice-matched to a growth substrate made of InP. The LED element according to item 1. 前記第一半導体層、前記活性層、及び前記第二半導体層は、いずれもInP、GaInAsP、AlGaInAs、AlInAs、及びInGaAsからなる群に属する一種又は二種以上で構成されることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載のLED素子。 The first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer are all composed of one or more kinds belonging to the group consisting of InP, GaInAsP, AlGaInAs, AlInAs, and InGaAs. The LED element according to any one of claims 1 to 5. 前記活性層は、ピーク波長が1000nm以上、2000nm未満の赤外光を生成することを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載のLED素子。 The LED element according to any one of claims 1 to 6, wherein the active layer produces infrared light having a peak wavelength of 1000 nm or more and less than 2000 nm. 請求項1に記載のLED素子の製造方法であって、
(001)面を一方の主面とする成長基板を準備する工程(a)と、
前記成長基板の(001)面上に、前記第二半導体層、前記活性層、及び前記第一半導体層を順にエピタキシャル成長させて前記エピタキシャル層を形成する工程(b)と、
(001)面を一方の主面とする前記支持基板を準備する工程(c)と、
前記支持基板の[110]方向と、前記成長基板の[100]方向又は[010]方向とを実質的に平行に保持しながら、前記成長基板上に形成された前記エピタキシャル層を前記支持基板側に向けた状態で、前記支持基板と前記成長基板とを貼り合わせる工程(d)と、
前記工程(d)の後に前記成長基板を剥離する工程(e)と、
前記支持基板側を固定した状態で、前記支持基板とは反対側に位置する前記エピタキシャル層の側から、前記第二半導体層の[100]方向に対して実質的に平行な方向、及び前記第二半導体層の[010]方向に対して実質的に平行な方向に沿ってダイシングする工程(f)とを有することを特徴とする、LED素子の製造方法。
The method for manufacturing an LED element according to claim 1.
(001) A step (a) of preparing a growth substrate having one surface as a main surface, and
The step (b) of forming the epitaxial layer by epitaxially growing the second semiconductor layer, the active layer, and the first semiconductor layer on the (001) plane of the growth substrate.
(001) The step (c) of preparing the support substrate having one surface as one main surface, and
While holding the [110] direction of the support substrate and the [100] direction or the [010] direction of the growth substrate substantially in parallel, the epitaxial layer formed on the growth substrate is placed on the support substrate side. In the step (d) of laminating the support substrate and the growth substrate in a state of facing toward
The step (e) of peeling the growth substrate after the step (d),
With the support substrate side fixed, the direction substantially parallel to the [100] direction of the second semiconductor layer from the side of the epitaxial layer located on the side opposite to the support substrate, and the first. (Ii) A method for manufacturing an LED element, which comprises a step (f) of dicing along a direction substantially parallel to the [010] direction of the semiconductor layer.
前記工程(f)の後、前記支持基板側をステムに向けた状態で導電性接着剤を用いて前記ステムに実装する工程(h)を有することを特徴とする、請求項8に記載のLED素子の製造方法。 The LED according to claim 8, further comprising a step (h) of mounting the LED on the stem using a conductive adhesive with the support substrate side facing the stem after the step (f). Manufacturing method of the element. 前記工程(d)は、前記支持基板に形成されたオリエンテーションフラットと、前記成長基板に形成されたオリエンテーションフラット又はインデックスフラットとを実質的に45°傾けた状態で保持しながら、前記支持基板と前記成長基板とを貼り合わせることを特徴とする、請求項8又は9に記載のLED素子の製造方法。 In the step (d), the support substrate and the support substrate are held while holding the orientation flat formed on the support substrate and the orientation flat or the index flat formed on the growth substrate in a substantially tilted state of 45 °. The method for manufacturing an LED element according to claim 8 or 9, wherein the LED element is bonded to a growth substrate. 前記工程(d)よりも前に、前記エピタキシャル層の上層、及び前記支持基板の上層に前記接合層を形成する工程(g)を有し、
前記工程(d)は、
押し当て部材及び位置決め部材を準備する工程(d1)と、
前記支持基板の[110]方向と、前記成長基板の[100]方向又は[010]方向とが実質的に平行になるように、前記支持基板及び前記成長基板の向きの調整をする工程(d2)と、
前記工程(d2)によって調整された向きを保持するために、前記支持基板及び前記成長基板を、前記押し当て部材によって前記位置決め部材に向けて押し当てる工程(d3)と、
前記工程(d3)を実行しながら、重ね合わせられた前記支持基板及び前記成長基板を加圧することで、前記接合層を介して前記支持基板と前記成長基板を貼り合わせる工程(d4)とを有することを特徴とする、請求項8~10のいずれか1項に記載のLED素子の製造方法。
Prior to the step (d), there is a step (g) of forming the bonding layer on the upper layer of the epitaxial layer and the upper layer of the support substrate.
The step (d) is
The step of preparing the pressing member and the positioning member (d1), and
A step of adjusting the orientations of the support substrate and the growth substrate so that the [110] direction of the support substrate and the [100] direction or the [010] direction of the growth substrate are substantially parallel to each other (d2). )When,
In order to maintain the orientation adjusted by the step (d2), the support substrate and the growth substrate are pressed against the positioning member by the pressing member (d3).
It has a step (d4) of bonding the support substrate and the growth substrate via the bonding layer by pressurizing the overlapped support substrate and the growth substrate while executing the step (d3). The method for manufacturing an LED element according to any one of claims 8 to 10, wherein the LED element is manufactured.
前記成長基板は、InP基板であり、
前記第一半導体層、前記活性層、及び前記第二半導体層は、いずれもInPからなる前記成長基板に格子整合可能な材料で構成されていることを特徴とする、請求項8~11のいずれか1項に記載のLED素子の製造方法。
The growth substrate is an InP substrate and is an InP substrate.
Any of claims 8 to 11, wherein the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer are all made of a material that can be lattice-matched to the growth substrate made of InP. The method for manufacturing an LED element according to item 1.
JP2020199303A 2020-12-01 2020-12-01 Led element and method of manufacturing the same Pending JP2022087393A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020199303A JP2022087393A (en) 2020-12-01 2020-12-01 Led element and method of manufacturing the same
TW110136984A TW202224207A (en) 2020-12-01 2021-10-05 LED element and manufacturing method thereof being provided with a support substrate, an upper layer, a bonding layer, an upper layer, a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer
CN202111449923.1A CN114583023A (en) 2020-12-01 2021-12-01 LED element and method for manufacturing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020199303A JP2022087393A (en) 2020-12-01 2020-12-01 Led element and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022087393A true JP2022087393A (en) 2022-06-13

Family

ID=81772451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020199303A Pending JP2022087393A (en) 2020-12-01 2020-12-01 Led element and method of manufacturing the same

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2022087393A (en)
CN (1) CN114583023A (en)
TW (1) TW202224207A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
TW202224207A (en) 2022-06-16
CN114583023A (en) 2022-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6452651B2 (en) Semiconductor optical device manufacturing method and semiconductor optical device
TWI405350B (en) Light emitting element and manufacturing method thereof
JP2005150675A (en) Semiconductor light-emitting diode and its manufacturing method
US8030677B2 (en) Semiconductor light emitting element and method for manufacturing same
JP2010161212A (en) Method of manufacturing wafer for semiconductor light-emitting element
JP5150218B2 (en) Manufacturing method of ZnO-based semiconductor light emitting device
JP2006073619A (en) Nitride based compound semiconductor light emitting diode
WO2006041134A1 (en) Nitride compound semiconductor element and production method therefor
US20230387347A1 (en) Infrared led element
TWI811572B (en) Semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof
WO2020196735A1 (en) Infrared led device
JP2019186539A (en) Method for manufacturing semiconductor optical device and intermediate of semiconductor optical device
WO2020255976A1 (en) Method for manufacturing semiconductor optical device and semiconductor optical device
JP2013058707A (en) Semiconductor light-emitting element manufacturing method
JP2009158696A (en) Method of manufacturing semiconductor light emitting device, and semiconductor light emitting device
KR100576317B1 (en) GaN-based LED and manufacturing method of the same utilizing the technique of saphire etching
JP2022087393A (en) Led element and method of manufacturing the same
JP4570683B2 (en) Nitride compound semiconductor light emitting device manufacturing method
JP2020167223A (en) Infrared LED element
JP7578905B2 (en) LED element and its manufacturing method
JP2022087435A (en) Led element and method of manufacturing the same
US20120276668A1 (en) Method for manufacturing semiconductor light emitting device
JP4666158B2 (en) Manufacturing method of semiconductor light emitting device
JP2021090004A (en) Infrared LED element
JP2010161198A (en) Semiconductor light-emitting element, wafer for same, method of manufacturing semiconductor light-emitting element, and method of manufacturing wafer for semiconductor light-emitting element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230920

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240422

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240507

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20240702