JP4857838B2 - Method for manufacturing light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、窒化物半導体基板の主面を加工して、テーパー面の形成された発光素子を製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a light emitting element having a tapered surface by processing a main surface of a nitride semiconductor substrate.
半導体層が積層された基板から、発光素子であるチップを切り出すためには、一般的にはダイサーやスクライバーが使用されている。ダイサーはダイシングソーとも呼ばれ、ダイヤモンドが埋め込まれたブレードを高速回転させて基板のハーフカットまたはフルカットを行う装置である。 In general, a dicer or a scriber is used to cut out a chip which is a light emitting element from a substrate on which semiconductor layers are stacked. A dicer is also called a dicing saw, and is a device that performs half-cut or full-cut of a substrate by rotating a blade embedded with diamond at a high speed.
一方、スクライバーには、ダイヤモンドスクライバーやレーザースクライバー等がある。ダイヤモンドスクライバーは、先端にダイヤモンドを埋め込んだ針の往復直線運動により、基板に細いスクライブ溝を形成する装置であり、レーザースクライバーは、基板上にレーザービームを照射して、基板に細いスクライブ溝を形成する装置である。 On the other hand, the scriber includes a diamond scriber and a laser scriber. A diamond scriber is a device that forms a thin scribe groove on a substrate by reciprocating linear motion of a needle embedded with diamond at the tip. A laser scriber irradiates a laser beam on the substrate to form a thin scribe groove on the substrate. Device.
このような方法でスクライブ溝を形成した基板は、例えばブレーキング装置やローラー等で外力を印加することにより、チップに分割することができる。 The substrate on which the scribe grooves are formed by such a method can be divided into chips by applying an external force with, for example, a braking device or a roller.
また、サファイア基板等の非常に硬度の高い基板の場合は、基板を100μm程度にまで薄く研磨した後に、前述の方法でチップに分割する方法が一般的に行われている。 In the case of a very hard substrate such as a sapphire substrate, a method of dividing the substrate into chips by the above-described method after polishing the substrate thinly to about 100 μm is generally performed.
最近では、青色発光ダイオード等の発光デバイスを作製するにあたって、チップの特性向上のためにGaN等の窒化物半導体基板も用いられるようになった。 Recently, in manufacturing a light emitting device such as a blue light emitting diode, a nitride semiconductor substrate such as GaN has been used to improve chip characteristics.
そして更にはチップにテーパー面を形成し、光取出しを向上させる試みも行われている。 Further, attempts have been made to improve the light extraction by forming a tapered surface on the chip.
例えば、特許文献1には、GaNバルク結晶からなる半導体結晶基板にテーパー面を形成する方法が示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method of forming a tapered surface on a semiconductor crystal substrate made of a GaN bulk crystal.
これは、厚さ150μmまで薄く研磨したGaNバルク結晶基板の電極形成面側を粘着テープに貼り付け、ダイサーを用いてダイシングすることにより、基板裏面に素子単位に格子縞状のV字のテーパー溝を形成するというものである。これにより、発光素子の光取出しが向上することが示されている。
しかしながら、この方法によれば、GaNバルク結晶が非常に硬いため、ダイシングブレードの磨耗が著しく、安定した形状のテーパー溝を形成することができない。 However, according to this method, since the GaN bulk crystal is very hard, wear of the dicing blade is remarkable, and a tapered groove having a stable shape cannot be formed.
また、テーパー溝を形成する際に、基板に加わるダイシングブレードの振動や、テーパー溝の目詰まり等によって、本来の発光素子の分割位置とは異なる位置での割れや欠けが多発する。 Further, when the tapered groove is formed, cracks and chips at positions different from the original divided position of the light emitting element frequently occur due to vibration of the dicing blade applied to the substrate, clogging of the tapered groove, and the like.
従って、発光素子の光取り出しに十分効果的なテーパー面を、歩留りよく形成することができない。 Therefore, a tapered surface that is sufficiently effective for extracting light from the light emitting element cannot be formed with a high yield.
そこで、本発明の目的は、従来の技術に対する課題を解決するものであり、窒化物半導体基板を用いたテーパー付きの窒化物半導体発光素子を歩留りよく製造する方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems with respect to the prior art and to provide a method for manufacturing a tapered nitride semiconductor light emitting device using a nitride semiconductor substrate with a high yield.
上記従来の課題を解決するために、本発明の発光素子の製造方法では、まず窒化物半導体基板の主面側にレーザー照射を行い、デバイスのサイズや形状に合わせて格子状にスクライブ溝を形成する。そして、テーパー付きのダイシングブレードで前記スクライブ溝上をダイシングしてテーパー溝を形成し、ブレーキング装置等で前記テーパー溝に応力を加えてチップに分離する。 In order to solve the above-described conventional problems, in the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, first, laser irradiation is performed on the main surface side of the nitride semiconductor substrate, and scribe grooves are formed in a lattice shape in accordance with the size and shape of the device. To do. Then, the scribe groove is diced with a tapered dicing blade to form a tapered groove, and stress is applied to the tapered groove with a braking device or the like to separate the chips.
この方法では、テーパー溝形成時において、基板の割れや欠けの主な原因となる、基板の深さ方向に加わる負荷を抑制することができる。これによって、基板の割れや欠けを大幅に低減できるため、窒化物半導体基板を用いたテーパー付きの窒化物半導体発光素子を高い歩留りで作製することができる。 In this method, it is possible to suppress a load applied in the depth direction of the substrate, which is a main cause of cracking or chipping of the substrate when forming the tapered groove. As a result, cracking and chipping of the substrate can be greatly reduced, and a tapered nitride semiconductor light emitting device using a nitride semiconductor substrate can be manufactured with a high yield.
本発明の発光素子の製造方法によれば、テーパー溝を形成する際の割れや欠けを大幅に抑制し、窒化物半導体基板を用いたテーパー付きの窒化物半導体発光素子を高い歩留りで製造することができる。 According to the method for manufacturing a light-emitting element of the present invention, it is possible to significantly suppress cracking and chipping when forming a tapered groove, and to manufacture a tapered nitride semiconductor light-emitting element using a nitride semiconductor substrate with a high yield. Can do.
本願第1の発明は、窒化物半導体バルク結晶基板上に、発光層を含む窒化物半導体多層膜が積層された窒化物半導体基板の主面を加工し、テーパー面の形成された発光素子を製造する方法であって、a) 前記主面上にレーザービームを照射し、所望のチップ形
状に線状のスクライブ溝を形成する工程と、b)テーパー付きのダイシングブレードを用いて、前記スクライブ溝上をダイシングして線状のテーパー溝を形成する工程と、c)前記窒化物半導体基板に応力を加えてチップに分離する工程と、からなることを特徴とする発光素子の製造方法である。
1st invention of this application manufactures the light emitting element in which the main surface of the nitride semiconductor substrate by which the nitride semiconductor multilayer film containing the light emitting layer was laminated | stacked on the nitride semiconductor bulk crystal substrate was formed, and the taper surface was formed. A) irradiating the main surface with a laser beam to form a linear scribe groove in a desired chip shape; and b) using a tapered dicing blade on the scribe groove. A method for manufacturing a light-emitting element, comprising: a step of forming a linear tapered groove by dicing; and c) a step of applying stress to the nitride semiconductor substrate to separate the chip into chips.
この発明によれば、テーパー溝形成時における前記基板の割れや欠けを抑制して、前記基板を用いたテーパー付きの窒化物半導体発光素子を高い歩留まりで製造することができるという作用を有する。 According to the present invention, there is an effect that a tapered nitride semiconductor light emitting device using the substrate can be manufactured with a high yield while suppressing cracking or chipping of the substrate when forming the tapered groove.
第2の発明は、前記スクライブ溝を、複数の平行線よりなるスクライブ溝の集まりである溝群として形成することを特徴とする発光素子の製造方法である。この発明によれば、テーパー溝形成時における前記基板の割れや欠けをさらに抑制して、前記基板を用いたテーパー付きの窒化物半導体発光素子をさらに高い歩留まりで製造することができるという作用を有する。 The second invention, the scribe groove, is a manufacturing method of the light emission element you and forming a groove group is a collection of scribed grooves having a plurality of parallel lines. According to the present invention, it is possible to further suppress cracking and chipping of the substrate when forming a tapered groove, and to manufacture a tapered nitride semiconductor light emitting device using the substrate with a higher yield. .
第3の発明は、前記溝群は、それらの中央の溝から端の溝に向かうほど溝深さが浅くなることを特徴とする発光素子の製造方法である。この発明によれば、テーパー溝形成時における前記基板の割れや欠けをさらに抑制して、前記基板を用いたテーパー付きの窒化物半導体発光素子をさらに高い歩留まりで製造することができるという作用を有する。 A third invention is the group of grooves is a method of manufacturing a light emission device you characterized in that the groove depth from their central groove increases toward the groove edge becomes shallower. According to the present invention, it is possible to further suppress cracking and chipping of the substrate when forming a tapered groove, and to manufacture a tapered nitride semiconductor light emitting device using the substrate with a higher yield. .
第4の発明は、前記主面上には保護膜が形成されていることを特徴とする発光素子の製造方法である。 The fourth invention is on the primary surface is a manufacturing method of the light emission element you wherein a protective film is formed.
この発明によれば、工程b)において、前記基板表面に汚染物が付着する場合には、前記主面上にあらかじめ保護膜を塗布し、スクライブ溝形成後に除去することで、前記基板表面の汚染物付着を防止することができるという作用を有する。 According to the present invention, in step b), when contaminants adhere to the substrate surface, the substrate surface is contaminated by applying a protective film on the main surface in advance and removing it after forming the scribe groove. It has the effect | action that an object adhesion can be prevented.
第5の発明は、前記ダイシングブレードの番手は#500以上、#4500以下であることを特徴とする発光素子の製造方法である。この発明によれば、前記基板のテーパー面およびその近傍の割れや欠けを抑制することができるという作用を有する。 A fifth invention is, count of the dicing blade is # 500 or more, a manufacturing method of the light emission element you wherein a # is 4500 or less. According to this invention, it has the effect | action that the taper surface of the said board | substrate and the crack and a chip | tip of the vicinity can be suppressed.
第6の発明は、前記ダイシングブレードのテーパー角は30°以上、120°以下であることを特徴とする発光素子の製造方法である。この発明によれば、前記基板のテーパー面およびその近傍の割れや欠けを抑制することができるという作用を有する。 A sixth invention is the taper angle of the dicing blade is 30 ° or more, is a manufacturing method of the light emission element you wherein a is 120 ° or less. According to this invention, it has the effect | action that the taper surface of the said board | substrate and the crack and a chip | tip of the vicinity can be suppressed.
第7の発明は、前記工程b)における前記ダイシングブレードの回転速度は10000rpm以上、30000rpm以下であることを特徴とする発光素子の製造方法である。この発明によれば、前記基板のテーパー面およびその近傍の割れや欠けを抑制することができるという作用を有する。 A seventh aspect of the invention, said step b) the rotation speed of the dicing blade 10000rpm or more at a manufacturing method of the light emission element shall be the equal to or less than 30000 rpm. According to this invention, it has the effect | action that the taper surface of the said board | substrate and the crack and a chip | tip of the vicinity can be suppressed.
第8の発明は、前記工程b)における前記ダイシングブレードの走査速度は0.5mm/秒以上、5mm/秒以下であることを特徴とする発光素子の製造方法である。この発明によれば、前記基板のテーパー面およびその近傍の割れや欠けを抑制することができるという作用を有する。 An eighth invention is the scanning speed of the dicing blade in the step b) is 0.5 mm / sec or more, a manufacturing method of the light emission element you wherein a is 5 mm / sec. According to this invention, it has the effect | action that the taper surface of the said board | substrate and the crack and a chip | tip of the vicinity can be suppressed.
第9の発明は、前記窒化物半導体バルク結晶基板はGaNである発光素子の製造方法である。この発明によれば、前記基板の割れや欠けを抑制して、GaNバルク結晶基板を用いたテーパー付きの窒化物半導体発光素子を高い歩留まりで製造することができるという作用を有する。 A ninth aspect of the invention, the nitride semiconductor bulk crystal substrate is a method for producing a GaN der Ru - emitting element. According to the present invention, it is possible to manufacture a tapered nitride semiconductor light emitting device using a GaN bulk crystal substrate with a high yield while suppressing cracking and chipping of the substrate.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2(A)には、窒化物半導体基板の天面図、図2(B)は、図2(A)のA−A’線における断面図を示す。 2A is a top view of the nitride semiconductor substrate, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG.
この図は、厚さ300μm、50mmφのGaN基板10の上に窒化物半導体多層膜20よりなる発光素子を作製し、窒化物半導体多層膜20側にn電極30およびp電極40を形成し、基板50としたものである。 In this figure, a light emitting element made of a nitride semiconductor multilayer film 20 is fabricated on a GaN substrate 10 having a thickness of 300 μm and 50 mmφ, and an n-electrode 30 and a p-electrode 40 are formed on the nitride semiconductor multilayer film 20 side. 50.
最初に、基板50の電極面をワックスでセラミック貼り付け板に貼り付け、研削機およびラッピング装置を用いて厚さ150μmまで鏡面研磨した。 First, the electrode surface of the substrate 50 was affixed to a ceramic affixing plate with wax, and mirror polished to a thickness of 150 μm using a grinding machine and a lapping device.
そして、研磨が終了した基板をセラミック貼り付け板から剥離して、有機洗浄を行った。 And the board | substrate which finished grinding | polishing was peeled from the ceramic sticking board, and organic cleaning was performed.
次に、基板にスクライブ溝を形成するための準備を行った。 Next, preparation for forming a scribe groove in the substrate was performed.
図3は、スクライブ溝を形成するための基板の配置を示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of substrates for forming scribe grooves.
ここでは、研磨が終了した基板60の電極面側をワックス70でガラス基板80に貼り付け、さらに、フレーム90に接着した紫外線剥離シート100にそのガラス基板80を貼り付けた。 Here, the electrode surface side of the substrate 60 after polishing was attached to the glass substrate 80 with the wax 70, and the glass substrate 80 was attached to the ultraviolet release sheet 100 adhered to the frame 90.
なお、ここでは基板60をガラス基板80に貼り付けているが、基板60の厚みが厚い場合には、基板60を紫外線剥離シート100に直接貼り付けてもよい。 In addition, although the board | substrate 60 is affixed on the glass substrate 80 here, when the thickness of the board | substrate 60 is thick, you may affix the board | substrate 60 directly to the ultraviolet rays peeling sheet 100. FIG.
そして基板80を貼り付けた後は、スピナーを用いて500rpmで保護膜110を基板60上に形成した。なお、このとき保護膜には、水で容易に洗浄できる材料を用いている。 Then, after the substrate 80 was attached, the protective film 110 was formed on the substrate 60 using a spinner at 500 rpm. At this time, a material that can be easily washed with water is used for the protective film.
あとは、レンズ114で集光したレーザービーム115を保護膜110上から照射すればよい。 After that, the laser beam 115 condensed by the lens 114 may be irradiated from above the protective film 110.
図4(A)は、スクライブ溝を形成した基板の拡大図、図4(B)は、図4(A)のB−B’線における断面図を示したものである。 4A is an enlarged view of the substrate on which the scribe groove is formed, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG.
このように、発光素子を構成する各々の電極パターン間におけるストリートの中央部分に相当する位置で、基板60の研磨面側からレーザースクライブを用いて格子状のスクライブ溝120を形成した。 In this way, the lattice-shaped scribe grooves 120 were formed from the polishing surface side of the substrate 60 using the laser scribe at the position corresponding to the central portion of the street between the respective electrode patterns constituting the light emitting element.
この時、レーザーは波長355nmの固体レーザを用い、スクライブ条件はレーザーパワーを2W、レーザーのデフォーカスを−100μm、レーザーの走査速度を10mm/秒とした。 At this time, a solid laser having a wavelength of 355 nm was used as the laser, and the scribing conditions were a laser power of 2 W, a laser defocus of −100 μm, and a laser scanning speed of 10 mm / second.
また、レーザー照射位置は、基板60が透過性を有し、図4の破線に示すように、前記ストリートの位置が確認できるので、容易に決定することができた。 Further, the laser irradiation position can be easily determined because the substrate 60 has transparency and the position of the street can be confirmed as shown by the broken line in FIG.
なお、スクライブ溝120は、溝の深さを維持した状態でできるだけ溝幅を広げた方が、後のテーパー溝の形成時に基板にかかる負荷が低減される。 Note that, when the groove width of the scribe groove 120 is increased as much as possible while maintaining the groove depth, the load applied to the substrate when the tapered groove is formed later is reduced.
そのため、レーザーのデフォーカスはマイナス方向に大きくして溝幅を広げ、あとはレーザーパワーを上げるか、レーザーの走査速度を遅くして溝深さを確保すればよい。 Therefore, the laser defocus is increased in the negative direction to widen the groove width, and then the laser power is increased or the laser scanning speed is decreased to ensure the groove depth.
こうして、350μm□の格子状に、溝幅25μm、深さ70μmのスクライブ溝を形成することができた。 Thus, scribe grooves having a groove width of 25 μm and a depth of 70 μm could be formed in a 350 μm square lattice.
図5は、テーパー溝を形成するための基板の配置を示した図である。 FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of the substrates for forming the tapered grooves.
このようにして、スクライブ溝形成済みの基板130をダイサーにセットし、テーパー角が90°で番手が#1000のダイシングブレード135を用いて、20000rpm、1mm/秒の走査速度でスクライブ溝120上をなぞるようにしてダイシングし、溝幅140μm、溝深さ70μmを有するテーパー溝を形成した。 In this way, the substrate 130 on which the scribe groove has been formed is set on a dicer, and the scribe groove 120 is scanned on the scribe groove 120 at a scanning speed of 20000 rpm and 1 mm / second using a dicing blade 135 having a taper angle of 90 ° and a # 1000 count. Dicing was performed by tracing to form a tapered groove having a groove width of 140 μm and a groove depth of 70 μm.
図6(A)は、テーパー溝を形成した基板の拡大図、図6(B)は、図6(A)のC−C’線における断面図を示したものである。 FIG. 6A is an enlarged view of a substrate in which a tapered groove is formed, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line C-C ′ of FIG.
この時点で、テーパー溝140を形成した基板150にはウエハー周辺1mmを除いて割れや欠けがほとんど見られなかった。 At this point, the substrate 150 on which the tapered groove 140 was formed had almost no cracks or chips except for the wafer periphery of 1 mm.
ここで、テーパー溝を形成するためのダイシング条件については、まずブレードの番手は#500〜#4500が望ましい。#500よりも小さいと、大きな欠けが発生し易くなるし、逆に#4500よりも大きいと、テーパー溝が目詰まりを起こして削れにくくなってしまう。 Here, as for the dicing conditions for forming the tapered groove, the blade count is preferably # 500 to # 4500. If it is smaller than # 500, large chipping is likely to occur, and conversely if it is larger than # 4500, the taper groove is clogged and difficult to cut.
次に、ダイシングブレードのテーパー角は30°以上、120°以下が望ましい。30°よりも小さいと、テーパー溝の底の部分からの割れが発生し易くなり、120°よりも大きいと、テーパー面のエッジの部分からの割れや欠けが発生し易くなる。 Next, the taper angle of the dicing blade is desirably 30 ° or more and 120 ° or less. If it is smaller than 30 °, cracks from the bottom portion of the tapered groove are likely to occur, and if it is larger than 120 °, cracks and chips from the edge portion of the tapered surface are likely to occur.
次に、ダイシングブレードの回転速度は10000rpm以上、30000rpm以下であることが望ましい。10000rpmよりも遅いと、テーパー溝の目詰まりにより、チッピングが発生し易くなり、30000rpmよりも速いと負荷がかかりすぎてダイシングブレードが破損する恐れがある。 Next, the rotational speed of the dicing blade is preferably 10,000 rpm or more and 30000 rpm or less. If it is slower than 10000 rpm, chipping is likely to occur due to clogging of the tapered groove, and if it is faster than 30000 rpm, the load may be excessively applied and the dicing blade may be damaged.
また、ダイシングブレードの走査速度は0.5mm/秒以上、5mm/秒以下であることが望ましい。0.5mm/秒よりも遅いと、加工時間が大幅に長くなるし、5mm/秒よりも速いと基板の割れや欠けが多発するようになる。 The scanning speed of the dicing blade is desirably 0.5 mm / second or more and 5 mm / second or less. If it is slower than 0.5 mm / sec, the processing time will be significantly longer, and if it is faster than 5 mm / sec, the substrate will be frequently cracked or chipped.
こうしてテーパー溝140を形成した後は、フレーム90に付いた紫外線剥離シート100からガラス板を取り外し、有機溶剤を用いてガラス基板80から基板を剥離して、洗浄した。 After forming the taper groove 140 in this manner, the glass plate was removed from the ultraviolet release sheet 100 attached to the frame 90, and the substrate was peeled off from the glass substrate 80 using an organic solvent and washed.
あとは、水洗で保護膜110を除去したところ、基板表面は汚染物の付着のない綺麗な表面であった。 After that, when the protective film 110 was removed by washing with water, the surface of the substrate was a clean surface free of contaminants.
なお、保護膜110に関しては、スクライブ溝を形成した直後に除去してもよいが、今回のようにテーパー溝を形成した後で除去した方が、テーパー溝形成時に基板表面に付着した研削くずも同時に除去できるので、より望ましい。 The protective film 110 may be removed immediately after the scribe groove is formed. However, if the taper groove is removed as in the present case, the grinding dust adhered to the substrate surface during the formation of the taper groove is reduced. It is more desirable because it can be removed at the same time.
図7は基板をブレーキングしてチップに分離するための基板の配置を示した図である。 FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of the substrates for breaking the substrates and separating them into chips.
このようにして剥離したテーパー溝形成済みの基板150を、フレーム90に接着したエキスパンドシート160に、テーパー溝側の面が接着面となるように貼り付けた。 The substrate 150 having the taper groove formed in this manner was attached to the expanded sheet 160 bonded to the frame 90 so that the surface on the taper groove side becomes an adhesive surface.
ここで、最初にレーザーで形成したスクライブ溝120の深さはテーパー溝140の深さよりも10μm〜30μmの範囲で深くすると、チップに応力を加えて切断する際に、チップ断面形状をより綺麗に仕上げることができる。 Here, when the depth of the scribe groove 120 formed by laser first is deeper than the depth of the taper groove 140 in the range of 10 μm to 30 μm, the chip cross-sectional shape is more beautiful when cutting by applying stress to the chip. Can be finished.
このあと、ブレーキング装置のブレーキング刃170を、基板150のテーパー溝の底の部分に合致する位置に合わせて押し割ることにより、チップに分割した。 Thereafter, the breaking blade 170 of the braking device was divided into chips by pressing and breaking in accordance with a position matching the bottom portion of the tapered groove of the substrate 150.
一方、基板の電極形成面側に、前記テーパー溝の底の部分と合致する位置で別途レーザーでスクライブ溝を形成し、テーパー面側からブレーキング刃を押し当ててチップに分割することもできる。 On the other hand, a scribing groove may be separately formed with a laser at a position matching the bottom portion of the tapered groove on the electrode forming surface side of the substrate, and a breaking blade may be pressed from the tapered surface side to be divided into chips.
最後に、エキスパンドシート160を広げることにより、個々のテーパー付きの発光素子を高い歩留りで作製することができた。 Finally, by expanding the expanded sheet 160, individual tapered light-emitting elements could be manufactured with a high yield.
図1(A)は、上記の方法で作製したテーパー付きの窒化物半導体発光素子の天面写真、図1(B)は、その断面写真である。 FIG. 1A is a top view photograph of a tapered nitride semiconductor light emitting device manufactured by the above method, and FIG. 1B is a cross-sectional photograph thereof.
このようにして作製した発光素子は外観歩留り85%〜90%であった。 The light-emitting elements manufactured in this manner had an appearance yield of 85% to 90%.
これに対し、従来の方法であるテーパー付きのブレードによるダイシングのみで同様に作製した発光素子の外観歩留りは50〜70%であった。 On the other hand, the appearance yield of the light-emitting elements produced in the same manner only by dicing with a tapered blade as a conventional method was 50 to 70%.
また、ダイシングブレードについては、今回の方法でも先端部の消耗は少しあったものの、従来の方法に比較して寿命が3倍程度にまで延びた。 In addition, as for the dicing blade, the life of the dicing blade was extended to about three times that of the conventional method although the tip portion was slightly consumed even in this method.
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2にかかる発光素子の製造方法について説明する。
(Embodiment 2)
Next, the manufacturing method of the light emitting element concerning Embodiment 2 of this invention is demonstrated.
まず、実施の形態1と同様の窒化物半導体基板を準備し、研磨工程、保護膜形成までは、実施の形態1と同じ工法で実施した。 First, a nitride semiconductor substrate similar to that of the first embodiment was prepared, and the same process as that of the first embodiment was performed until the polishing step and the protective film formation.
図8(A)は、スクライブ溝を形成した基板の拡大図、図8(B)は図8(A)のD−D’線における断面図を示したものである。 FIG. 8A is an enlarged view of a substrate on which a scribe groove is formed, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line D-D ′ of FIG.
この図に示されるように、発光素子を構成する各々の電極パターン間におけるストリートの中央部分に相当する位置で、基板研磨面側からレーザースクライブを用いて溝幅25μm、深さ70μmの格子状のスクライブ溝180を形成した。 As shown in this figure, at a position corresponding to the central portion of the street between the respective electrode patterns constituting the light emitting element, a lattice-like structure having a groove width of 25 μm and a depth of 70 μm using a laser scribe from the substrate polishing surface side. A scribe groove 180 was formed.
次に、スクライブ溝180を、その両サイドに30μm平行移動した位置に、スクライブ溝190およびスクライブ溝200を溝幅20μm、深さ30μmで同様に格子状に形成した。これにより、スクライブ溝が3本集まった溝群210が形成された。 Next, the scribe groove 190 and the scribe groove 200 were similarly formed in a lattice shape with a groove width of 20 μm and a depth of 30 μm at a position where the scribe groove 180 was translated by 30 μm on both sides thereof. As a result, a groove group 210 in which three scribe grooves were gathered was formed.
また、この時のスクライブ条件は、スクライブ溝180ではレーザーパワーを2W、レーザーのデフォーカスを−100μm、レーザーの走査速度を10mm/秒とし、スクライブ溝190および200ではレーザーパワーを0.5W、レーザーのデフォーカスを−100μm、レーザーの走査速度を10mm/秒とした。 The scribing conditions at this time are as follows: laser power is 2 W in the scribe groove 180, laser defocus is −100 μm, laser scanning speed is 10 mm / second, laser power is 0.5 W in the scribe grooves 190 and 200, laser The defocus was set to −100 μm, and the laser scanning speed was set to 10 mm / second.
ここで、前述のように、チップの分割位置となる溝群210の中央のスクライブ溝180が最も深い溝深さとなり、その両サイドのスクライブ溝190およびスクライブ溝200は、スクライブ溝180よりも浅い溝深さとなる。 Here, as described above, the scribe groove 180 at the center of the groove group 210 serving as the chip dividing position has the deepest groove depth, and the scribe groove 190 and the scribe groove 200 on both sides thereof are shallower than the scribe groove 180. It becomes the groove depth.
これは、ダイシングブレード135によってテーパー形状に削られる部分を考慮して、溝深さを決めたものであり、溝群210の溝深さを深くし過ぎることにより、テーパー溝形成後に溝群210の一部が残ることを防止できる。 This is because the groove depth is determined in consideration of the portion to be cut into a taper shape by the dicing blade 135. By making the groove depth of the groove group 210 too deep, the groove group 210 of the groove group 210 is formed after the taper groove is formed. It is possible to prevent a part from remaining.
また、溝群210のスクライブ本数をさらに増やすことにより、ダイシングブレードおよび基板にかかる負荷がさらに低減され、ダイシングブレードの寿命がさらに延びるし、基板の割れや欠けがさらに低減される。 Further, by further increasing the number of scribes in the groove group 210, the load applied to the dicing blade and the substrate is further reduced, the life of the dicing blade is further extended, and the cracks and chips of the substrate are further reduced.
あとは、実施の形態1と同様の方法により、基板220の研磨面側からスクライブ溝180の位置に合致するようにダイシングブレード135の刃先を合わせて、スクライブ溝180上をなぞるようにダイシングし、図6に示されるように、スクライブ溝幅140μm、溝深さ70μmを有するテーパー溝140を実施の形態1の場合と同様に形成した。 After that, by the same method as in the first embodiment, the cutting edge of the dicing blade 135 is aligned so as to match the position of the scribe groove 180 from the polishing surface side of the substrate 220, and diced so as to trace on the scribe groove 180, As shown in FIG. 6, a tapered groove 140 having a scribe groove width of 140 μm and a groove depth of 70 μm was formed in the same manner as in the first embodiment.
このとき、テーパー溝140を形成した基板150のスクライブ溝には割れや欠けがほとんど見られなかった。 At this time, almost no cracks or chips were found in the scribe grooves of the substrate 150 in which the tapered grooves 140 were formed.
こうして最終的に得られたチップは外観歩留り95%〜100%であった。 The final chip thus obtained had an appearance yield of 95% to 100%.
また、ダイシングブレードについては、従来の方法に比較して寿命が5倍程度にまで延びた。 In addition, the life of the dicing blade was extended to about five times that of the conventional method.
このように、基板上にレーザースクライブで形成した複数のスクライブ溝上に、テーパー付きのダイシングブレードでテーパー溝を形成することにより、さらに高い外観歩留りでテーパー付きの窒化物半導体発光素子を形成することができた。 Thus, by forming tapered grooves with a tapered dicing blade on a plurality of scribe grooves formed by laser scribe on the substrate, a tapered nitride semiconductor light emitting device can be formed with a higher appearance yield. did it.
なお、この例では、基板厚を150μmとしているが、基板厚はさらに厚くしてもよい。例えば基板厚を300μmまで厚くする場合は、チップサイズをさらに大きくしたり、テーパー溝を深くしたり、あるいはテーパー溝の形成された面の裏面側からチップ分割位置に合わせて深くレーザー溝を形成したりすることにより、容易にチップに分割することが可能である。 In this example, the substrate thickness is 150 μm, but the substrate thickness may be further increased. For example, when the substrate thickness is increased to 300 μm, the chip size is further increased, the tapered groove is deepened, or the laser groove is formed deeply in accordance with the chip dividing position from the back side of the surface where the tapered groove is formed. Can be easily divided into chips.
また、窒化物半導体バルク結晶基板が、最初からチップに分割する際の厚みと同じでなおかつ両面研磨されている場合は、前述のような基板研磨工程は必要としない。 In addition, when the nitride semiconductor bulk crystal substrate has the same thickness as when it is divided into chips from the beginning and is polished on both sides, the above-described substrate polishing step is not necessary.
基板上にスクライブ溝を形成し、テーパー付きのダイシングブレードで前記スクライブ溝上をダイシングすることによって、割れや欠けを大幅に抑制したテーパ溝を形成できる製造方法として有用である。 It is useful as a manufacturing method that can form a taper groove with greatly reduced cracks and chips by forming a scribe groove on a substrate and dicing the scribe groove with a tapered dicing blade.
10 GaN基板
20 窒化物半導体多層膜
30 n電極
40 p電極
50、60 基板
70 ワックス
80 ガラス基板
90 フレーム
100 紫外線剥離シート
110 保護膜
115 レーザービーム
120 スクライブ溝
130 基板
135 ダイシングブレード
140 テーパー溝
150 基板
160 エキスパンドシート
170 ブレーキング刃
180、190、200 スクライブ溝
210 溝群
220 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 GaN substrate 20 Nitride semiconductor multilayer film 30 N electrode 40 P electrode 50, 60 Substrate 70 Wax 80 Glass substrate 90 Frame 100 UV peeling sheet 110 Protective film 115 Laser beam 120 Scribe groove 130 Substrate 135 Dicing blade 140 Tapered groove 150 Substrate 160 Expand sheet 170 Breaking blade 180, 190, 200 Scribe groove 210 Groove group 220 Substrate
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