JP3230572B2 - Manufacturing method and a semiconductor light emitting element of the nitride-based compound semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method and a semiconductor light emitting element of the nitride-based compound semiconductor device

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JP3230572B2 JP12815597A JP12815597A JP3230572B2 JP 3230572 B2 JP3230572 B2 JP 3230572B2 JP 12815597 A JP12815597 A JP 12815597A JP 12815597 A JP12815597 A JP 12815597A JP 3230572 B2 JP3230572 B2 JP 3230572B2
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    • B23K26/364Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、紫外光から赤色系まで発光可能な発光素子や起電力の高い受光素子などに利用可能な半導体素子及びその製造方法に係わり、特に窒化物系化合物半導体ウエハーをチップ状に分離した半導体素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof available like capable of emitting light emitting device and high electromotive force receiving element from ultraviolet light to red, especially nitride compound semiconductor wafer the invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof separated into chips.

【0002】 [0002]

【従来の技術】今日、高エネルギーバンドギャップを有する窒化物系化合物半導体を利用した半導体素子が開発されつつある。 Nowadays, a semiconductor device using a nitride-based compound semiconductor have been developed with a high energy band gap. 高エネルギーバンドギャップを有する半導体素子を利用したデバイス例として、青色系が発光可能な発光ダイオードや青紫光が発光可能な半導体レーザなどが挙げられる。 As exemplary device using a semiconductor device having a high energy band gap, blue light emission can emitting diodes and blue-violet light and the like capable of emitting semiconductor laser. デバイスは、半導体チップをステム上などに配置し通電可能な構成とされている。 Device is energized configurable placing a semiconductor chip or the like on the stem.

【0003】窒化物系化合物半導体を利用した半導体素子は、GaAs、GaPやInGaAlAsなどの半導体素子とは異なり単結晶を形成させることが難しい。 [0003] a semiconductor device using a nitride-based compound semiconductors, GaAs, it is difficult to form a different single crystal semiconductor element such as GaP or InGaAlAs. 結晶性の良い窒化物系化合物半導体の単結晶膜を得るために、MOCVD法やHDVPE法を用いサファイア基板上にバッファ層を介して形成させることが行われている。 In order to obtain good crystallinity nitride compound semiconductor single crystal film, thereby forming via a buffer layer it has been made on a sapphire substrate by MOCVD or HDVPE method.

【0004】通常、GaAs、GaPやInGaAlA [0004] Typically, GaAs, GaP and InGaAlA
sなどの半導体材料が積層された半導体ウエハは、チップ状に切り出され半導体発光素子などとして利用される。 A semiconductor wafer on which the semiconductor materials are laminated such s is used as a semiconductor light emitting element is cut into chips. 半導体ウエハからチップ状に切り出す方法としては、ダイサー、やスクライバーが用いられる。 As a method of cutting a semiconductor wafer into chips, the dicer, or scriber is used. ダイサーとは刃先をダイヤモンドとする円盤の回転運動によりウエハーをフルカットするか、又は刃先巾よりも広い巾の溝を切り込んだ後(ハーフカット)、外力によりカットする装置である。 Is a dicer full cut wafer by rotational movement of the disk to the edge with diamond, or after having cut grooves wider width than the cutting edge width (half cut), a device for cutting by an external force. 一方、スクライバーとは同じく先端をダイヤモンドとする針によりウエハーに極めて細い線(スクライブライン)を例えば碁盤目状に引いた後、外力によってカットする装置である。 On the other hand, after subtracting the phantom lines to the wafer (scribe lines) for example in a grid pattern by needle similarly advanced diamond and scriber is a device for cutting by an external force. GaPやGaAs等のせん亜鉛構造の結晶は、へき開性が「110」方向にある。 Crystals shear zinc structure such as GaP and GaAs, the cleavage property is in the "110" direction. そのため、この性質を利用してGaAs、GaA Therefore, GaAs Using this property, GaA
lAs、GaPなどの半導体ウエハーを比較的簡単に所望形状に分離することができる。 LAS, can be separated semiconductor wafers, such as GaP relatively easy desired shape.

【0005】しかしながら、窒化物系化合物半導体はサファイア基板上などに積層されるヘテロエピ構造であり、窒化物系化合物半導体とサファイア基板とは格子定数不整が大きい。 However, the nitride-based compound semiconductor is heteroepitaxial structure stacked like on a sapphire substrate, a large lattice constant mismatch from the nitride compound semiconductor and the sapphire substrate. サファイア基板は六方晶系という性質上、へき開性を有していない。 The sapphire substrate on the character of hexagonal, does not have a cleavage property. さらに、サファイア、窒化物系化合物半導体ともモース硬度がほぼ9と非常に硬い物質である。 Furthermore, sapphire, Mohs hardness with nitride-based compound semiconductor is very hard material almost 9. したがって、スクライバーで切断することは困難であった。 Therefore, it has been difficult to cut with a scriber. また、ダイサーでフルカットすると、その切断面にクラック、チッピングが発生しやすく綺麗に切断できなかった。 Further, when the full-cut by a dicer, cracking, chipping can not be neatly cut tends to occur on the cut surface. 場合によっては、形成された半導体層がサファイアから剥がれる場合もあった。 In some cases, the semiconductor layer formed had sometimes detached from the sapphire.

【0006】窒化物系化合物半導体の結晶性を損傷することなく半導体ウエハを正確にチップ状に分離することができれば、半導体素子の電気特性や効率を向上させることができる。 [0006] If it is possible to accurately separate into chips of a semiconductor wafer without damaging the nitride-based compound semiconductor crystalline, it is possible to improve the electrical characteristics and the efficiency of the semiconductor device. しかも、1枚のウエハーから多くの半導体チップを得ることができるため生産性をも向上させられる。 Moreover, it is also increase productivity it is possible to obtain a number of semiconductor chips from a single wafer.

【0007】そのため窒化物系化合物半導体ウエハはスクライバーやダイサーを組み合わせて所望のチップごとに分離することが行われている。 [0007] Therefore nitride compound semiconductor wafer is performed to separate for each desired chip by combining a scriber or a dicer. チップごとの分離方法として特開平8−274371号などに記載されている。 They are described in, e.g., Japanese Patent Laid-Open No. 8-274371 as a method of separating each chip. 具体的には、窒化ガリウム系化合物半導体からなる半導体ウエハに対し、ダイサーによりサファイア基板の下面に溝部を、その底面とサファイア基板の上面との間隔がほぼ100μmとなるように形成する。 Specifically, with respect to semiconductor wafers made of gallium nitride compound semiconductor, a groove on the lower surface of the sapphire substrate by a dicer, the distance between the upper surface of the bottom and the sapphire substrate is formed to be substantially 100 [mu] m. 次に、スクライバーにより、溝部の底面にスクライブラインを形成する。 Next, the scriber to form a scribe line on the bottom of the groove. 続いて、スクライブラインに沿ってローラにより加重を加え半導体ウエハを切断することにより所望の半導体発光素子を形成することが開示されている。 Subsequently, it has to form a desired semiconductor light emitting device is disclosed by cutting the semiconductor wafer plus weighted by the rollers along the scribe line. このような、半導体素子の製造方法により半導体ウエハから所望の大きさに半導体チップを切断することができる。 Such, it is possible to cut the semiconductor chip from the semiconductor wafer to a desired size by the method of manufacturing a semiconductor device.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より小さいチップを正確に量産性よく形成させることが望まれる今日においては上記切断方法においては十分ではなく、より優れたチップの分離方法が求められている。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, not sufficient in the cutting method in today where it is desired to form and accurately mass production of smaller chips, has better chip separation methods are required . また、半導体発光素子として利用した場合においては、より高コントラスト化が求められている。 Further, in the case using the semiconductor light emitting element is higher contrast is required. したがって、本発明は窒化物系化合物半導体ウエハをチップ状に分離するに際し、切断面のクラック、チッピングの発生を防止する。 Accordingly, the present invention upon separating the nitride compound semiconductor wafer into chips, cracking cut surfaces, to prevent the occurrence of chipping. また、窒化物系化合物半導体の結晶性を損なうことなく、かつ歩留まりよく所望の形、サイズに分離された半導体素子及びその製造方法を提供することを目的とするものである。 Further, it is an object to provide a semiconductor device and a manufacturing method thereof are separated without and with good yield the desired shape, the size damaging the crystallinity of the nitride-based compound semiconductor.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、窒化物系化合物半導体ウエハから半導体素子ごとに分離させ方法に関するものである。 Production method of the present invention SUMMARY OF] is directed to a method to separate each semiconductor device of a nitride-based compound semiconductor wafer. 特に、半導体素子の分離に先立って、半導体ウエハをレーザ照射により第1の溝を形成する工程、第1の溝に沿って刃先を合わせたスクライバー及び/又はダイサーを駆動させることにより窒化物系化合物半導体素子を製造する。 In particular, prior to the separation of the semiconductor device, the step of forming the first groove by laser irradiation of a semiconductor wafer, a nitride-based compound by driving the scriber and / or Dicer combined cutting edge along a first groove manufacturing a semiconductor device.

【0010】また、窒化物系化合物半導体がサファイア基板上に形成されている窒化物系化合物半導体素子の製造方法でもある。 [0010] In addition, there is also a method of manufacturing a nitride-based compound semiconductor element nitride compound semiconductor is formed on a sapphire substrate.

【0011】本発明の半導体素子は、サファイア基板上に窒化物系化合物半導体層を有する発光素子である。 [0011] The semiconductor device of the present invention is a light-emitting element having a nitride compound semiconductor layer on a sapphire substrate. この半導体発光素子を構成するサファア基板の外周端又は窒化物系化合物層外周端に白濁部を有している。 It has a cloudy portion in an outer peripheral end or nitride compound layer outer peripheral end of the Safaa substrate constituting the semiconductor light-emitting device.

【0012】 [0012]

【作用】本発明は、第1の溝を形成するに当たりレーザ光を利用することで、窒化物半導体素子においてもより小さいチップでも正確に溝を形成することができる。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention, by using the laser light in forming the first groove can be formed accurately grooves in smaller chips in the nitride semiconductor device. また、第1の溝をガイドとして利用してスクライバー及び/又はダイサーを行うことで短時間且つ精密に半導体チップを形成させることができる。 Further, it is possible in a short time to and precisely form a semiconductor chip by performing a scriber and / or dicer using a first groove as a guide. また、硬度が極めて高いサファイア基板や窒化物系化合物半導体においても量産性よく製造できる。 The hardness can be produced with good productivity even at very high sapphire or nitride-based compound semiconductor. さらに、レーザにより溝を形成させた場合原因は定かでないが、外周端において白濁部が形成される。 Further, although the cause is not clear when to form a groove by the laser, white turbidity portion at the outer peripheral edge is formed. この白濁部は、外来光を散乱させるため発光素子を形成させた場合においてコントラスト比の向上を図ることができると考えられる。 The cloudy unit would be able to improve the contrast ratio when having formed the light emitting element for scattering external light.

【0013】 [0013]

【発明の実施の形態】本発明者らは種々の実験の結果、 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present inventors have results of various experiments,
窒化物系化合物半導体ウエハから半導体素子を分離させる場合において、分離工程をスクライブ及び/又はダイシングに先立ってスクライブ及び/又はダイサーの刃先をガイドする溝を形成する工程と、実質的な分離溝を形成させるスクライバー及び/又はダイサー工程に機能分離させることにより精度、歩留まり及び量産性よくチップ形状などに分離できることを見いだし本発明を成すに至った。 Formed in the case of separating the semiconductor element from the nitride-based compound semiconductor wafer, a step of forming a groove for guiding a cutting edge of the scribe and / or Dicer prior to separation step scribing and / or dicing, substantial isolation trench and it accomplished the present invention found that can be separated precision and the yield and productivity good chip shape by functionally separated into scriber and / or dicer step is.

【0014】即ち、スクライバーなどにより量産性よく半導体チップを分離させるにはある程度の加重をかける必要がある。 [0014] That is, to separate the mass productivity good semiconductor chip due scriber it is necessary to apply a certain degree of weights. スクライバーの刃先に加重をかけると窒化物系化合物半導体素子やサファイアのモース硬度がほぼ9と非常に硬いため図2の如く所望の溝201に対し歪んだ溝202が形成されることがある。 Applying a load to the cutting edge of the scriber is a groove 202 distorted to the desired groove 201 as for Mohs hardness of the nitride-based compound semiconductor device and sapphire is very hard and almost 9 2 is formed. このような溝の歪みは精度良くチップ状に分離させることができないばかりでなく歩留まりを低下させる原因となる。 Such distortion of the groove causes a decrease in yield not only can not be separated accurately chips. また、スクライバーの刃先を傷つける原因ともなる。 In addition, also cause damage to the cutting edge of the scriber. さらに、ウエハのクラックやチッピングを生ずる場合もある。 Furthermore, in some cases result in cracking and chipping of the wafer. 他方、加重を弱めると所望のチップ形状などに分離するのに極めて長時間がかかり量産性が悪くなる。 On the other hand, is extremely long time it takes productivity to separate on the desired chip shape and weaken the weighted deteriorated.

【0015】本発明者は、非常に硬い窒化物系化合物半導体やサファイアにレーザを用いてスクライバー用などの溝を予め効率よく形成させることによりスクライバーの刃先に合わせた溝形状を容易に形成したものである。 [0015] The present inventors have, that a groove shape corresponding to the cutting edge of the scriber was easily formed by very hard nitride advance efficiency grooves, such as a compound semiconductor or sapphire scriber for using a laser may form it is.
したがって、スクライブ時の加重を増やしても所望通りに刃を移動させることができる。 Therefore, it is possible to increase the weighting at the time of scribing moving the blade as desired. 結果として分離時間が短縮できると共に所望通りのチップ形状に精度良く分離できる。 As a result can be accurately separated into chip-shaped as desired with the separation time can be shortened. また、スクライブを行う切断深さを浅くすることができる。 Further, it is possible to shallow the depth of cut for performing scribing. そのため半導体ウエハにかかるストレス割合を大幅に低減することができる。 Therefore it is possible to greatly reduce the stress ratio applied to the semiconductor wafer. さらに、レーザ照射された端面が白濁する。 Additionally, end face laser irradiation becomes cloudy. そのため発光素子を形成させた場合においては、外来光の反射を抑制しコントラストが向上するという利点もある。 Therefore when to form a light-emitting element also has the advantage of improving the contrast by suppressing the reflection of external light. 以下、本発明について詳述する。 Below, the present invention will be described in detail.

【0016】図1に本発明の窒化物系化合物半導体の分離例を示す。 [0016] A separation example of nitride-based compound semiconductor of the present invention in FIG. 図1には予め窒化物系化合物半導体101 Pre nitride-based compound in FIG. 1 the semiconductor 101
が形成された半導体ウエハ1が準備されている。 Semiconductor wafer 1 is ready but formed. この半導体ウエハは、サファイア基板102上にGaNを低温で形成させたバッファ層が形成されている。 The semiconductor wafer, a buffer layer formed of GaN at a low temperature in the sapphire substrate 102 is formed. 順次、N型コンタクト層としてGaN、活性層としてノンドープのInGaN、P型クラッド層としてAlGaN、P型コンタクト層としてGaNを形成させた2インチ径の半導体ウエハ1である。 Sequentially, a GaN, undoped InGaN as an active layer, a 2-inch diameter to form a GaN as a P-type clad layer AlGaN, as P-type contact layer semiconductor wafer 1 as the N-type contact layer. なお、半導体には不示図の部分的なエッチングが施されP型及びN型半導体がそれぞれ露出されている。 Incidentally, P-type and N-type semiconductor is decorated partially etched not 示図 are exposed respectively to the semiconductor. 露出された半導体表面には電極が形成されており分離後は発光素子として機能するよう形成されている。 The exposed semiconductor surface after separation are electrodes formed is formed so as to function as a light-emitting element. また、レーザ照射される溝に沿って半導体接合部までエッチングされている(図1(a))。 Furthermore, along the groove to be laser irradiated is etched to semiconductor junctions (Figure 1 (a)).

【0017】このような半導体ウエハをXYステージ上に固定配置させる。 The fixing arrangement such a semiconductor wafer on the XY stage. エキシマレーザを照射させながら半導体ウエハをX軸及びY軸方向にそれぞれ移動させて縦横に第1の溝103を形成させた。 While the excimer laser irradiation by moving each of the semiconductor wafer in the X-axis and Y-axis directions to form a first groove 103 in a matrix. 形成された第1の溝103は、半導体表面側からサファイア基板の一部まで形成されており開口部が巾の約40μmの逆三角形形状であった(図1(b))。 The first groove 103 formed in an opening being formed from the semiconductor surface to a part of the sapphire substrate was inverted triangle shape approximately 40μm in width (Figure 1 (b)).

【0018】レーザ照射により形成された第1の溝にダイシングの刃を当て第1の溝に沿ってダイシングの刃を走らせ第2の溝104を形成させた(図1(c))。 [0018] was in the first groove formed by laser irradiation along the first groove against the blade of the dicing to form a second groove 104 run a blade of the dicing (FIG. 1 (c)).

【0019】その後、第2の溝104に沿ってサファイア基板側からローラーにより圧力を加えて押し割ることにより各半導体チップ105ごとに分離させた(図1 [0019] Then, they were separated for each semiconductor chip 105 by dividing pressed by applying a pressure by a roller from the sapphire substrate side along the second groove 104 (FIG. 1
(d))。 (D)). これにより各半導体チップの外形が等しい半導体素子を形成することができる。 Thereby the outer shape of the semiconductor chip to form an equal semiconductor device. 以下、本発明の構成について詳述する。 Hereinafter, detailed configuration of the present invention.

【0020】(レーザ)本発明に用いられるレーザとしてはサファイア基板や窒化物系化合物半導体に溝や貫通孔などが形成できる限り、種々のものを利用することができる。 [0020] (Laser) unless the laser used in the present invention can be formed like a groove or a through hole in the sapphire substrate and the nitride-based compound semiconductor may be used various ones. 具体的にはエキシマレーザやYAGレーザなど種々のものが好適に用いることができる。 Specifically, it can be suitably used various ones such as an excimer laser or a YAG laser. 特に、エキシマレーザは、窒化物系化合物半導体及びサファイア基板の何れにも細い溝を形成することができる。 In particular, excimer lasers are capable of forming a narrow trench in any of the nitride-based compound semiconductor and the sapphire substrate. レーザにより深い溝を形成するにはスクライバーやダイサーに比べて時間がかかること及び長時間の加熱による部分的破壊などの観点からレーザ加工における深さ方向の長さを大き過ぎないことが好ましい。 It is preferable to form a deep groove by the laser is not too large the length of the depth direction in the laser processing from the viewpoint of partial destruction by time consuming and that the prolonged heating in comparison with the scriber or a dicer. また、レーザにより形成された第1の溝の深さや巾は、レーザのエネルギー密度、 The depth and width of the first groove formed by the laser, the energy density of the laser,
照射時間や焦点を他段階に変更することなどにより種々に調整することができる。 It can be adjusted to a variety, such as by changing the irradiation time and focus on other stages.

【0021】なお、窒化物系化合物半導体表面側からレーザー照射する場合、レーザー照射により半導体接合端面で短絡する可能性があるため、半導体接合端面まで予めエッチングすることもできる。 [0021] In the case of laser irradiation of a nitride-based compound semiconductor surface, since there is a possibility that a short circuit in the semiconductor joining end surface by laser irradiation, may also be pre-etching to the semiconductor junction end face. また、レーザー照射は、半導体ウエハの一方の面のみを照射しても良いし、 The laser irradiation may be irradiated with only one surface of the semiconductor wafer,
両面を照射しても良い。 It may be irradiated with both sides.

【0022】(窒化物系化合物半導体)本発明に用いられる窒化物系化合物半導体としては、BN、GaN、A Examples of the nitride-based compound semiconductor used in (nitride compound semiconductor) The present invention, BN, GaN, A
lN、InN、GaAlN、InGaN、InGaAl lN, InN, GaAlN, InGaN, InGaAl
Nなどが挙げられる。 N and the like. このような窒化物系化合物半導体は、MOCVD法などを利用することによって成膜することができる。 Such nitride-based compound semiconductor, can be formed by utilizing the MOCVD method or the like. 窒化物系化合物半導体は、炭化珪素、酸化亜鉛、窒化ガリウム単結晶、スピネルやサファイア基板上に形成することができる。 Nitride compound semiconductor, silicon carbide, zinc oxide, gallium nitride single crystal can be formed on spinel or sapphire substrate. 結晶性の良い単結晶を形成するためには、サファイアを基板として用いることが好ましい。 To form a good crystallinity single crystal, it is preferable to use a sapphire substrate. このような窒化物系化合物半導体にMIS接合、PN接合やPIN接合を形成させることにより半導体素子として利用することができる。 Such nitride-based compound semiconductor MIS junction, can be utilized as a semiconductor device by forming a PN junction or a PIN junction. 半導体の構造もホモ接合、ヘテロ接合やダブルへテロ接合など種々選択することができる。 The semiconductor structure also homozygous, can be variously selected such heterojunctions heterozygous or double. また、半導体層を量子効果が生ずる程度の薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。 Further, the semiconductor layer may be a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which a thin film of a degree that quantum effect. このように形成された半導体ウエハをそれぞれ分離することにより半導体素子を形成させることができる。 By separating the thus formed semiconductor wafer, respectively can be formed of a semiconductor element.

【0023】窒化物系化合物半導体素子は、バンドギャップが比較的大きいことから紫外から赤色系まで発光可能な発光ダイオード、DVDなどに利用可能な短波長レーザダイオードなどの発光素子、光センサーや比較的高起電力を有する太陽電池などの受光素子として利用することができる。 The nitride-based compound semiconductor device, capable of emitting light-emitting diodes from the ultraviolet from the relatively large bandgap to red-based, light-emitting elements such as such available to short-wavelength laser diode DVD, optical sensors and relatively it can be used as a light receiving element such as a solar cell having a high electromotive force.

【0024】(第1の溝103)第1の溝103は、スクライブ及び/又はダイシング時の刃をガイドするガイド溝として利用するための深さ及び巾があることが好ましい。 [0024] (first groove 103) the first groove 103, there is preferably a depth and width for use as a guide groove for guiding the blade during scribing and / or dicing. レーザにより形成される第1の溝103自体にはチッピングなどが生じない。 The first groove 103 itself is formed by the laser does not occur, such as chipping. しかし、あまり深く形成しすぎるとその後の分離工程において所望外にウエハ1がチップ状に切断されてしまいチッピングやクラックが生じやすくなる傾向がある。 However, there is a tendency that the wafer 1 is apt to occur chipping or cracking would be cut into chips to a desired outside in too deep when formed too subsequent separation step. また、レーザにより半導体素子側を照射する場合は、半導体接合を切断しないほうが好ましい。 Also, when irradiating the semiconductor element side by laser, it should not cut the semiconductor junction is preferred. 半導体接合面までレーザ光が到達すると短絡する可能性があるからである。 Laser light to the semiconductor junction surface is because there is a possibility that a short circuit to reach. したがって、予めエッチングにより半導体接合面まで除去するか半導体接合面深さまでレーザ照射しないことが望ましい。 Therefore, it is desirable not to laser irradiation to advance etched by either a semiconductor junction surface depth is removed to the semiconductor junction surface.

【0025】(第2の溝104)第1の溝103に沿って形成される第2の溝104は、加重をかけることによりウエハ1を各半導体チップに分離するためにもちいられる。 [0025] (second trench 104) a second groove 104 formed along the first groove 103 is used to the wafer 1 is separated into individual semiconductor chips by applying a load. したがって、第2の溝104の形成は全厚の10 Therefore, formation of the second groove 104 is 10 of the total thickness
%以下が好ましい。 % Or less is preferable. これ以上の厚みにさせると溝形成中にウエハがチップ状に切断されてしまいチッピングやクラックが生じやすくなる傾向がある。 This if is more than a thickness of the wafer in the groove formation is likely to easily occur chipping and cracking will be cut into chips. また、スクライバーやダイサーにより第2の溝104を形成後、より正確にチップ状に分離させる目的で再びスクライバーなどでスクライブラインを形成させても良い。 Further, after forming the second groove 104 by a scriber or a dicer may be more accurately to form a scribe line or the like again scriber for the purpose of separating into chips. この第2の溝1 The second groove 1
04形成後のスクライバーを再び用いてチップ状に分離させることもできる。 The scriber after 04 again formed may be separated into chips using. また、第2の溝104形成後のウエハ分離は、溝に沿って外力が加わるよう第2の溝10 The wafer separation after the second grooves 104 forming the second groove 10 to join the external force along the groove
4に沿ってローラなどに加重をかけることで分離することもできる。 Such as the roller along the 4 it can also be separated by applying a weighting. 以下、本発明の具体例を実施例に基づいて詳述するがこの実施例のみに限定されるものでないことはいうまでもない。 The following will described in detail with reference to embodiments of the present invention in Examples can of course not be limited only to this embodiment.

【0026】 [0026]

【実施例】 【Example】

(実施例1)厚さ450μm、大きさ2インチΦのサファイア基板上に、n型コンタクト層としてGaN、活性層として量子効果が生ずる厚さ約3nmでありノンドープのInGaN、p型クラッド層としてAlGaN、p (Example 1) thickness 450 [mu] m, on a sapphire substrate size 2 inches [Phi, GaN as the n-type contact layer has a thickness of about 3nm which quantum effect as an active layer of undoped InGaN, AlGaN as the p-type cladding layer , p
型コンタクト層としてGaNを順次積層した窒化物系化合物半導体ウエハを形成した。 To form a sequentially laminated nitride compound semiconductor wafer of GaN as a type contact layer. 形成された半導体層の厚みは約5μmである。 The thickness of the formed semiconductor layer is about 5 [mu] m. 半導体層を形成後、半導体層をエッチングしPN各電極が形成できるよう半導体面を露出させ電極を形成させた。 After forming the semiconductor layer, the semiconductor layer is etched to form a electrode to expose the semiconductor surface to allow formation PN respective electrodes. (なお、サファイア基板上には、バッファ層としてGaN層が形成されている。また、P型層は、不純物をドープしただけではP型化しにくいため成膜後400℃でアニールしてある。)分離させやすくするために形成された半導体ウエハのサファイア基板側を研磨機により80μmの厚みまで研磨した。 (Note, on the sapphire substrate, GaN layer is formed as the buffer layer. Further, P-type layer is only doped with impurities are annealed at 400 ° C. after the film formation for difficult to P-type.) It was ground to a thickness of 80μm by polisher sapphire substrate side of the semiconductor wafer which is formed in order to facilitate separated.
こうして形成された半導体ウエハーを以下の工程で順次切断させた。 The semiconductor wafer thus formed were sequentially cut in the following step.

【0027】研磨されたサファイア基板に粘着テープを張り付け、真空チャックで固定する。 The sticking an adhesive tape to the polished sapphire substrates, fixed with a vacuum chuck. テーブルはX軸(左右)、Y軸(前後)に移動することができ、回転可能な構造となっている。 Table X-axis (right and left), can be moved in the Y-axis (back and forth), and has a rotatable structure. 固定後、半導体ウエハーのサファイア基板側から最大エネルギー密度20J/cm 2でエキシマレーザを照射した。 After fixation, it was irradiated with an excimer laser at a maximum energy density of 20 J / cm 2 from the sapphire substrate side of the semiconductor wafer. レーザーを照射しながらX X while irradiating with a laser
Yステージを移動させることで1チップが300μm角となる溝を形成させた。 1 chip by moving the Y stage to form a groove which becomes 300μm square. レーザの照射された端面は約1 It irradiated the end face of the laser is about 1
0゜の角度を持った逆円錐形となり巾約10μmの溝が形成された。 0 ° angle of inverted conical shape and becomes width of about 10μm grooves of which have formed.

【0028】レーザー照射された半導体ウエハをスクライバーのテーブル上に張り付け真空チャックで固定する。 [0028] The semiconductor wafer which has been laser irradiation is fixed by a vacuum chuck affixed to the scriber table. テーブルはx軸(左右)、y軸(前後)に動き、1 Table x-axis (left and right), movement in the y-axis (longitudinal), 1
80度水平に回転可能な構造となっている。 80 degrees and has a rotatable structure to a horizontal. 固定後、スクライバーのダイヤモンド刃が設けられたバーはz軸(上下)、y軸(前後)方向に移動可能な構造となっている。 After fixation, bar z-axis (up and down) the diamond blades are provided the scriber has become a movable structure in the y-axis (longitudinal) direction. 切断速度13mm/sec、ダイヤモンド刃の刃先への加重110gの条件で、レーザ照射により形成された第1の溝に沿ってスクライバーの刃を合わせ所定のカットライン(300μm角)上にスクライブラインを引いた。 Cutting speed 13 mm / sec, in the conditions of weighting 110g to the cutting edge of diamond blades, pulling the scribe line on a predetermined cut line fit blades scriber along the first groove formed by laser irradiation (300 [mu] m square) It was. 同じ条件でスクライバーを再度移動させることにより、300μm角の窒化物系化合物半導体素子を得た。 By moving the scriber again under the same conditions, to obtain a nitride compound semiconductor device 300μm square.

【0029】スクライバーにより所望の大きさに分離された窒化物系化合物半導体をテーブルから剥がし取り各半導体発光素子を得ることができた。 [0029] could be obtained desired up peeled separated nitride compound semiconductor from the table to the size of the semiconductor light-emitting elements by a scriber. こうして得られた窒化ガリウム系半導体発光チップより外形不良によるものを取り除いたところ歩留まりは97%以上であった。 Thus the yield was removed by contour worse than gallium nitride-based semiconductor light-emitting chips obtained was 97% or more. 得られた半導体チップの端面はほぼ均一であった。 End surface of the obtained semiconductor chip was almost uniform.

【0030】(実施例2)第1及び第2の溝を半導体素子側ではなくサファイア基板から行う以外は条件を同様にして半導体発光素子を分離させた。 [0030] were separated semiconductor light-emitting device in a similar manner the conditions except that a sapphire substrate instead of (Example 2) side of the semiconductor elements of the first and second grooves. なお、窒化物系化合物半導体側に電極306形成用のエッチングが施されておりエッチング溝307と一致するようにサファイア基板304側に本発明の溝を形成させてある。 Incidentally, are to form a groove of the present invention to the sapphire substrate 304 side so as to match the etching groove 307 is etched electrode 306 formed is subjected to a nitride-based compound semiconductor side. エッチングにより活性層305をそれぞれ分離させてある。 Are each allowed to separate active layer 305 by etching. こうして形成された発光チップも実施例1と同様に端面30 Similarly end surface 30 light emitting chips as in Example 1 thus formed
2、303にチッピングなどがない綺麗な面を持ち歩留まりも高かった。 Yield has a clean surface is not such as chipping to 2,303 was also high.

【0031】また、形成された半導体発光素子のサファイア端の外周は、図2の如く白濁部301を有しておりコントラスト比の高い発光素子とすることができる。 Further, the outer periphery of the sapphire edge of the formed semiconductor light-emitting element may be a light-emitting element with high contrast ratio has a cloudy portion 301 as shown in FIG.

【0032】(比較例1)エキシマレーザーを用いて第1の溝部を形成する工程を省き、スクライバーを用いて窒化物系化合物半導体エピタキシャルウエハをカットした以外は実施例1と同様にして切断した。 [0032] (Comparative Example 1) eliminates the step of forming the first groove with an excimer laser, except for cutting the nitride compound semiconductor epitaxial wafer using a scriber was cut in the same manner as in Example 1. 形成された半導体チップは、スクライブ時に刃先がずれたために生ずる部分的に大きさが異なるものがあった。 Formed semiconductor chips, partly magnitude caused to the cutting edge is displaced there is different for scribing upon. また、切断線に対しクラックが入っているものもあった。 There was also some are cracked to the cleavage line. こうした半導体チップを除いた歩留まりは、75%以下であった。 Yield excluding such semiconductor chip was 75% or less.

【0033】 [0033]

【発明の効果】以上述べたように本発明の製造方法によるとクラック、チッピング等を発生させず、窒化物系化合物半導体ウエハを歩留まり及び量産性よく分離できる。 According to the manufacturing method of the present invention as described above, according to the present invention without generating cracks, chipping and the like, a nitride-based compound semiconductor wafer can be separated with good yield and productivity.

【0034】また、本発明は、レーザ照射で予めスクライバー及び/又はダイサーの走行溝を形成できるためより小さい半導体チップにおいても所望通り歩留まりよく切断することができる。 Further, the present invention can also be cut well as desired yield in less semiconductor chip than because it can form a pre-scriber and / or running grooves dicer laser irradiation. また、スクライバー及び/又はダイサーにおける切断時間が非常に短く刃先の損傷も少なくてすむという利点がある。 Further, there is an advantage that the cutting time in the scriber and / or Dicer requires very damaged short cutting edge is also reduced. さらに、形成された半導体素子においてはレーザ照射された外周端において、白濁部が形成されておりコントラストの高い発光素子として利用することができる。 Further, at the outer peripheral edge which is a laser irradiation in the semiconductor device formed, and opaque portions are formed it can be utilized as a light-emitting element with high contrast.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】図1は、本発明の窒化物系化合物半導体の製造方法を示した模式図である。 [1] Figure 1 is a schematic view illustrating a nitride-based compound semiconductor manufacturing method of the present invention. 図1(a)は、半導体ウエハの模式的断面図を示し、図1(b)は、レーザにより第1の溝を形成させた半導体ウエハの模式的断面図である。 Figure 1 (a) shows a schematic cross-sectional view of a semiconductor wafer, FIG. 1 (b) is a schematic sectional view of a semiconductor wafer to form a first groove by a laser. また、図1(c)は、ダイサーにより第2の溝を形成させた半導体ウエハの模式的断面図である。 Further, FIG. 1 (c) are schematic cross-sectional view of a semiconductor wafer to form a second trench by a dicer. 図1 Figure 1
(d)は、外力により個々の半導体素子に分離させた模式的断面図である。 (D) are schematic cross-sectional view was separated into individual semiconductor devices by an external force.

【図2】図2は、本発明と比較のために示したスクライバーによる分離溝の部分的平面図である。 Figure 2 is a partial plan view of the separation grooves by a scriber shown for comparison with the present invention.

【図3】図3は、本発明の半導体発光素子の模式的断面図である。 Figure 3 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light-emitting device of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1・・・半導体ウエハ 101・・・半導体接合が形成された窒化物系化合物半導体 102・・・サファイア基板 103・・・レーザにより形成された第1の溝 104・・・ダイサーにより形成された第2の溝 105・・・分離された半導体素子 2・・・半導体ウエハ 201・・・スクライバーにより形成された所望の溝 202・・・スクライバーにより形成された所望外の歪んだ溝 301・・・白濁部 302・・・レーザーにより形成された端面 303・・・スクライブにより形成された端面 304・・・サファイア基板 305・・・半導体接合面となる活性層 306・・・発光素子の電極 307・・・エッチングにより形成された端面 The formed by the first grooves 104 ... dicer formed by 1 ... semiconductor wafer 101 ... semiconductor junction nitride formed compound semiconductor 102 ... sapphire substrate 103 ... laser 2 grooves 105 ... separated semiconductor elements 2 ... semiconductor wafer 201, ... formed by the desired grooves 202 ... scriber formed by a scriber desired outer distorted grooves 301 ... cloudy part 302 ... laser by forming end faces 303 ... end surface 304 formed by scribing ... sapphire substrate 305 ... semiconductor junction surface to become the active layer 306, ... light-emitting element of the electrode 307 · end surface formed by etching

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−315646(JP,A) 特開 平7−122520(JP,A) 特開 平1−245541(JP,A) 特開 昭50−99075(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H01L 33/00 H01S 5/00 - 5/50 H01L 21/78 B23K 26/00 - 26/18 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (56) reference Patent flat 5-315646 (JP, a) JP flat 7-122520 (JP, a) JP flat 1-245541 (JP, a) JP Akira 50- 99075 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) H01L 33/00 H01S 5/00 - 5/50 H01L 21/78 B23K 26/00 - 26/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】窒化物系化合物半導体が積層形成された半導体ウエハから窒化物系化合物半導体素子を製造する方法であって、 前記半導体ウエハをレーザ照射により第1の溝を形成する工程と、ダイサー及び/又はスクライバーの刃先を前記第1の溝に沿って合わせ駆動させる工程と、を有することを特徴とする窒化物系化合物半導体の製造方法。 1. A method of nitride-based compound semiconductor to produce a nitride-based compound semiconductor device from a semiconductor wafer formed by lamination, forming a first groove by laser irradiation of the semiconductor wafer dicer and / or scriber nitride-based compound semiconductor manufacturing method characterized by having a a step of mating driven along the first groove edge of the.
  2. 【請求項2】前記窒化物系化合物半導体がサファイア基板上に形成されている請求項1記載の窒化物系化合物半導体素子の製造方法。 2. A method of manufacturing a nitride-based compound semiconductor device according to claim 1, wherein the nitride-based compound semiconductor is formed on a sapphire substrate.
  3. 【請求項3】サファイア基板上に窒化物系化合物半導体層を有する半導体発光素子であって、 前記半導体発光素子を構成するサファア基板の外周端又は窒化物系化合物層外周端に白濁部を有することを特徴とする半導体発光素子。 3. A semiconductor light emitting device having a nitride compound semiconductor layer on a sapphire substrate, having white turbidity portion to the outer peripheral end or nitride compound layer outer peripheral end of the Safaa substrate constituting the semiconductor light emitting element the semiconductor light emitting device characterized.
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