JP5891436B2 - 縦型構造発光素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子の製造方法に関し、特に縦型構造発光素子の製造方法に関する。

昨今、縦型構造発光素子いわゆるバーティカル型発光素子の開発が進んでいる。バーティカル型発光素子とは、電流を流すと発光する発光層の上下にｐ型電極およびｎ型電極をそれぞれ配置し、両電極間において縦方向（上下方向）に電流を流すことにより発光層を発光させるようにした発光素子である。このようなバーティカル型発光素子は、従来の発光素子と比較して高輝度化を実現することが期待されており、トンネルのライトや車のライトなど高輝度化・大電流化が求められる用途で有望視されている。

バーティカル型発光素子の製造方法としては、例えば特許文献１の方法がある。特許文献１の方法によれば、基板を分割することにより基板をダイへと分離するダイシング工程（個片化工程）が行われる。このような個片化工程として一般的なものは、高速回転するブレードによる切断があるが、これに代わる技術としてレーザーダイシングやステルスダイシングがある。レーザーダイシングとは、基板の表面にレーザーを照射することにより基板をダイへと分離する個片化方法である。ステルスダイシングとは、基板の内部にレーザーを照射して任意の位置に改質層を形成させて、テープエキスパンドなどで外部応力を加えることにより基板表面に亀裂を成長させてダイへと分離する個片化方法である。

特表２０１０−５３４９４３号公報

しかしながら、レーザーダイシングやステルスダイシングによれば、電極を構成するＧａＮ（ガリウムナイトライド）や基板にレーザーの熱が伝わるため、熱ダメージにより電極や基板が劣化してしまう。このように、発光素子を構成する電極や基板の劣化が生じると、発光素子の品質が低下してしまい、結果として発光素子の輝度が下がってしまう。

従って、本発明の目的は、上記課題を解決することにあって、発光素子の個片化工程においてプラズマエッチングを用いることにより、熱ダメージの少ない縦型構造発光素子の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、サファイア基板上に形成された発光層を含む積層部を個片化して、複数の縦型構造発光素子を製造する方法であって、
サファイア基板上から分離され、個々の素子形成領域に沿って分割された積層部が表面に配置されたシリコン基板を準備するシリコン基板準備工程と、
それぞれの積層部の露出表面を覆うようにマスクを配置するマスク配置工程と、
隣接する積層部間にて露出されたシリコン基板の表面に対してプラズマエッチング処理を施し、その後、それぞれの積層部が配置されたシリコン基板を分割して、個片化された複数の縦型構造発光素子を形成する発光素子形成工程とを含む、縦型発光素子の製造方法を提供する。

本発明の第２態様によれば、シリコン基板準備工程は、
サファイア基板上に形成された積層部を、プラズマエッチング処理により個々の素子形成領域に沿って分割する積層部個片化工程と、分割されたサファイア基板上の積層部をシリコン基板上に配置する積層部配置工程と、サファイア基板から積層部およびシリコン基板を分離する分離工程とを含む、第１態様に記載の縦型発光素子の製造方法を提供する。

本発明の第３態様によれば、シリコン基板準備工程は、
サファイア基板上に形成された積層部をシリコン基板上に配置する積層部配置工程と、サファイア基板から積層部およびシリコン基板を分離する分離工程と、プラズマエッチングを行って、シリコン基板上の積層部を個々の素子形成領域に沿って分割する積層部個片化工程とを含む、第１態様に記載の縦型発光素子の製造方法を提供する。

本発明の第４態様によれば、発光素子形成工程において、プラズマエッチング処理により、個々の素子形成領域に沿ってシリコン基板表面を掘り下げる工程と、シリコン基板上の積層部配置側とは逆側の表面にてシリコン基板の研削加工を行うことで、個々の素子形成領域に沿ってシリコン基板を分割する工程とを含む、第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の縦型発光素子の製造方法を提供する。

本発明の第５態様によれば、発光素子形成工程において、プラズマエッチング処理によりシリコン基板を除去することで、個々の素子形成領域に沿ってシリコン基板を分割する、第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の縦型発光素子の製造方法を提供する。

発光素子の個片化工程においてプラズマエッチングを用いることにより、熱ダメージの少ない縦型構造発光素子の製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態１の縦型構造発光素子の製造方法にて取り扱われる第１の基板の断面図 本発明の実施の形態１の縦型構造発光素子の製造方法にて取り扱われる第２の基板の断面図 実施の形態１の縦型構造発光素子の製造方法の手順のフローチャート 実施の形態１の縦型構造発光素子の製造方法の手順を示す第１の基板の断面図 実施の形態１の縦型構造発光素子の製造方法の手順を示す第２の基板の断面図 実施の形態１の縦型構造発光素子の製造方法の手順を示す第２の基板の断面図 実施の形態１の縦型構造発光素子の製造方法の手順を示す第２の基板の断面図 実施の形態１の変形例にかかる縦型構造発光素子の製造方法の手順のフローチャート 実施の形態１の変形例にかかる縦型構造発光素子の製造方法の手順を示す第１の基板および第２の基板の断面図 実施の形態１の変形例にかかる縦型構造発光素子の製造方法の手順を示す第２の基板の断面図 実施の形態１の変形例にかかる縦型構造発光素子の製造方法の手順を示す第２の基板の断面図 本発明の実施の形態２の縦型構造発光素子の製造方法の手順のフローチャート 実施の形態２の縦型構造発光素子の製造方法の手順を示す第１の基板および第２の基板の断面図 実施の形態２の縦型構造発光素子の製造方法の手順を示す第２の基板の断面図

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１にかかる縦型構造発光素子の製造方法にて取り扱われる第１の基板１および第２の基板８の構成について、図１の第１の基板１の断面図（部分）および図２の第２の基板８の断面図（部分）を用いて説明する。

図１に示すように、第１の基板１は、サファイア基板２と、サファイア基板２上に配置された積層部３とを備えている。なお、図示上面側である第１の基板１における積層部３側の面を表面１Ａとし、図示下面側を裏面１Ｂとして以降の説明を行う。

サファイア基板２は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）で形成された基板であり、本実施の形態１では、厚さ０．４ｍｍ〜１．３ｍｍの板状に構成されている。

積層部３は、上から順に、ｐ層４と、発光層５と、ｎ層６と、バッファ層７とを備えている。積層部３は、その最下層（図１参照）に配置されたバッファ層７にて、サファイア基板２上面に接触するように配置されている。本実施の形態１では、積層部３の厚さは５μｍ〜１０μｍである。

ｐ層４およびｎ層６は、ともにＧａＮ（ガリウムナイトライド）から形成される層であり、それぞれが縦型構造発光素子のｐ型電極およびｎ型電極として機能する。図１に示すように、積層部３の最上層に配置されるｐ層４は、第１の基板１の表面１Ａの全面にわたって配置されている。

発光層５は、ｐ層４とｎ層６との間に配置されており、電流が流れると発光する活性層である。ｐ層４とｎ層６との間に電流が流れることにより、その間に配置された発光層５にも電流が流れ、発光層５が発光する。

図２は、図１の第１の基板１をもとに、後述する縦型構造発光素子の製造方法を用いて作成される第２の基板８を示す。第２の基板８は、シリコン基板９と、金属層１０と、積層部１３とを備えている。なお、図示上面側である第２の基板８における積層部１３側の面を表面８Ａとし、図示下面側を裏面８Ｂとして以降の説明を行う。

シリコン基板９は板状であり、シリコン（Ｓｉ）で形成された基板（Ｓｉ基板）であり、ボロンドープのＰ型シリコン基板が用いられる。

金属層１０は、シリコン基板９上に配置された板状の層であり、金属で形成されている。なお、本明細書における「シリコン基板」との名称は、シリコン基板単体の名称だけでなく、金属層を含むシリコン基板の名称として用いる場合がある。

積層部１３は、図１に示す積層部３が、サファイア基板２から分離されるとともに上下方向逆向きに金属層１０（およびシリコン基板９）上に配置されたものである。積層部１３は上から順にバッファ層７と、ｎ層６と、発光層５と、ｐ層４とを備えており、最下層（図２参照）のｐ層４にて、金属層１０上面に配置されている。また積層部１３は、個片化された状態にて配置されている。なお、積層部１３をサファイア基板２から分離する方法や個片化する方法については、後述する縦型構造発光素子の製造方法の説明の中で説明する。

次に、本実施の形態１にかかる縦型構造発光素子の製造方法の具体的な手順について説明する。この説明にあたって、縦型構造発光素子の製造方法の手順を示すフローチャートを図３に示し、図３のフローチャートに示すそれぞれの手順を説明するための第１の基板１および第２の基板８の断面図（部分）を図４〜図７に示す。

（サファイア基板準備工程）
まず、図３のフローチャートのステップＳ１において、個片化処理を行うべく、サファイア基板２を有する第１の基板１を準備する。図４（Ａ）に示すように、第１の基板１は、サファイア基板２と、サファイア基板２上に形成されかつ発光層５を含む積層部３とを備えている。

（第１マスク配置工程）
次に、第１の基板１の表面１Ａ側においてマスクを配置する（ステップＳ２）。具体的には、フォトリソグラフィーにより、第１の基板１の表面１Ａに感光性有機物質であるレジスト１１を塗布した後、露光装置を用いて、レジスト１１を所望のパターンに焼き付ける。これにより、図４（Ｂ）に示すように、第１の基板１の表面１Ａ（ｐ層４上）の予め定められた所定位置に、マスクとしてレジスト１１が配置される。なお、レジスト１１は、素子形成領域１７に対応するようにして配置する。

（第１プラズマエッチング工程（積層部個片化工程））
次に、レジスト１１が形成された第１の基板１に対して、表面１Ａ側よりプラズマエッチング処理を行う（ステップＳ３）。具体的には、エッチング装置にて、装置内の圧力条件およびガス条件などを切り替えてプラズマを発生させることにより、レジスト１１によって部分的に保護されている積層部３に対するエッチング処理が行われる。この積層部個片化工程では、例えば、Ｃｌ_２とＡｒの混合ガスなどの塩素を主成分とする混合ガスを用いてエッチング処理が行われ、積層部３表面のレジスト１１をマスクとして積層部３のエッチング処理が行われる。図４（Ｃ）に示すように、積層部３がプラズマにより個々の素子形成領域１７に沿って部分的に掘り下げられ、個々に分割された状態（個片化された状態）となるまで、プラズマ処理を継続する。積層部３の個片化が終了したら、プラズマの発生を停止させてプラズマエッチングを終了させる。積層部３の個片化をレーザーやステルスを用いて行うと、第１の基板１に対する熱ダメージを及ぼす可能性が高い。しかし、本実施の形態１の第１プラズマエッチング工程では、プラズマエッチングを用いて積層部３の個片化を行っているため、第１の基板１に対する熱ダメージを少なくしつつ個片化を行うことができる。なお、積層部３だけでなくレジスト１１もプラズマによってある程度エッチングされる。

（第１マスク除去工程）
次に、個片化された各積層部３上に残存するマスク（レジスト１１）の除去を行う（ステップＳ４）。具体的には、レジスト１１と反応する所定の除去液を用いて、この除去液に第１の基板１を浸漬させることにより、図４（Ｄ）に示すように第１の基板１からレジスト１１を除去・剥離する。レジスト１１の剥離により、第１の基板１の表面１Ａに、レジスト１１の１つ下の層として配置されていたｐ層４が露出する。

（シリコン基板への配置工程）
次に、レジスト１１が剥離された積層部３をシリコン基板９上に配置する（ステップＳ５）。具体的には、まず、金属層１０が上面に形成されたシリコン基板９を準備する。このシリコン基板９上の金属層１０に対して、第１の基板１を上下方向逆に向けた状態で配置する。これにより、図５（Ｅ）に示すように、第１の基板１が、表面１Ａに露出していたｐ層４にて接するように、金属層１０（およびシリコン基板９）上に配置される。

（サファイア基板の分離工程）
次に、ステップＳ５により第１の基板１が上下方向逆に向けられて図示最も上側に配置されることとなったサファイア基板２を、積層部３およびシリコン基板９から分離（リフトオフ）させる（ステップＳ６）。具体的には、エキシマレーザ等を利用したレーザリフトオフなどを用いて、サファイア基板２と接合するバッファ層７の接合面を溶融することにより分離する。バッファ層７の接合面が溶融されると、図５（Ｆ）に示すように、シリコン基板９と、シリコン基板９（および金属層１０）上にて個々の素子形成領域１７に沿って分割して配置された積層部１３とを備える第２の基板８が形成される。第２の基板８の積層部１３は、第１の基板１の積層部３が上下方向逆に向けられた（すなわち、積層部３の表面１Ａをシリコン基板９側に向けるようにして配置された）ものであり、第２の基板８の表面８Ａには積層部１３のバッファ層７が露出している。

上述したように、ステップＳ２〜Ｓ６が実施されることにより、シリコン基板９と、個片化された複数の積層部１３とを備える第２の基板８が形成される。これら一連の工程をシリコン基板準備工程（第１個片化工程）とする。

（バッファ層除去工程）
次に、表面８Ａ側に配置されている積層部１３のバッファ層７の除去を行う（ステップＳ７）。具体的にはドライエッチングやウエットエッチングによって第２の基板８からバッファ層７を除去する。これにより、図５（Ｇ）に示すように、第２の基板８の表面８Ａに、バッファ層７の１つ下の層として形成されていたｎ層６が露出する。

（第２マスク配置工程）
次に、第２の基板８の表面８Ａ側において、マスクを配置する（ステップＳ８）。ステップＳ８における具体的なマスク配置方法は、ステップＳ２（第１マスク配置工程）と基本的に同様であるため詳細な説明は省略する。ただし、ステップＳ２と異なり本ステップＳ８においては、図６（Ｈ）に示すように、個片化された各積層部１３をそれぞれ覆うように複数のマスク（レジスト１２）を配置するとともに、レジスト１２の間から金属層１０が露出するようにしている。なおレジスト１２の配置位置は、積層部１３の露出表面がなくなるように、積層部１３の側面および上面を全て覆う位置に設定される。

（第２プラズマエッチング工程（シリコン基板の掘り下げ工程））
次に、各積層部１３を覆うようにレジスト１２が形成された第２の基板８に対して、表面８Ａ側よりプラズマエッチング処理を行う（ステップＳ９）。具体的には、エッチング装置にて、装置内の圧力条件およびガス条件などを切り替えてプラズマを発生させることにより、レジスト１２同士の間から露出する金属層１０とその下に配置されたシリコン基板９に対するエッチング処理が行われる。このようなシリコン基板９に対するエッチング処理により、シリコン基板９においては個々の素子形成領域１７に沿って溝１８が形成される。

この第２の基板８の個片化工程のうち、シリコン基板９のエッチングは、ＳＦ_６等のフッ素系ガスを主体とする混合ガスを用いるのに対して、金属層１０のエッチングは、使用されている金属材料によってエッチング用ガスを適宜選択する。例えば、金属層１０がＡｕ等の不揮発性材料で形成されている場合は、Ｃｌ_２とＡｒの混合ガスを使用する。混合ガス中のＡｒの衝突によるスパッタリングでＡｕを除去することができる。また、金属層１０が反応性エッチングで除去可能な材料で形成されている場合は、使用されている金属材料と反応してガス化する成分を含んだ混合ガスを使用する。金属層１０が例えばＡｌで形成されている場合は、Ｃｌ_２とＢＣｌ_３の混合ガスを使用する。

エッチングの進行中は反応生成物が発生して、レジスト１２の側壁や、エッチングによって形成される溝１８の側壁に付着することがあるが、Ｃｌ_２を含む混合ガスを使用することで、反応生成物を除去してエッチング面を滑らかにする効果がある。

ステップＳ９のエッチング処理により、積層部１３表面のレジスト１２をマスクとして金属層１０およびシリコン基板９のエッチング処理が行われるが、この時、レジスト１２も徐々にエッチングされて後退する。従って、エッチングにより溝１８が深さ方向へ深さを増すと同時にレジスト１２も後退するので、溝１８の側壁は傾斜面となる。図６（Ｉ）に示すように、シリコン基板９がプラズマにより個々の素子形成領域１７に沿って所望の深さまで掘り下げられたら、プラズマの発生を停止させてプラズマエッチングを終了させる。

本第２プラズマエッチング工程では、積層部１３をレジスト１２で覆った状態にてプラズマエッチングしているため、積層部１３を保護しながらプラズマエッチングを行うことができる。また、シリコン基板９の掘り下げ（発光素子個片化の過程）を、レーザーやステルスではなくプラズマエッチングにより行っているため、第２の基板８に対する熱ダメージを少なくすることができる。

（第２マスク除去工程）
次に、個片化された各積層部１３および金属層１０上に残存するマスク（レジスト１２）の除去を行う（ステップＳ１０）。具体的には、ステップＳ４（第１レジスト除去工程）と同様に所定の除去液を用いて、この除去液に第２の基板８を浸漬させることにより、図６（Ｊ）に示すように、第２の基板８からレジスト１２を除去・剥離する。レジスト１２の剥離により、第２の基板８の表面８Ａに、個々の発光素子領域１７に沿って分割して個片化された積層部１３が露出する。

（ＢＧテープ貼付工程）
次に、第２の基板８の表面８Ａに、保護テープであるＢＧテープ１４（バックグラインドテープ１４）を貼り付ける（ステップＳ１１）。図７（Ｋ）に示すように、第２の基板８を上下逆方向に向けた上で、第２の基板８の表面８Ａにおけるそれぞれの積層部１３および金属層１０がＢＧテープ１４により保護された状態とされる。

（裏面研削工程（発光素子の個片化工程））
次に、図７（Ｌ）に示すように、第２の基板８の裏面８Ｂに対して、研削処理を行う（ステップＳ１２）。この研削処理は、シリコン基板９の薄化を行う処理であり、シリコン基板９のうち、個片化された複数の積層部１３に共通して接続していた部分（共通部分）がなくなるまで、すなわちシリコン基板９の溝１８の底面がなくなるまで、処理が行われる。このような研削処理により、個々の素子形成領域１７に沿ってシリコン基板９の分割が行われることとなり、結果的に個片化された複数の縦型構造発光素子１５が製造される。なお、この研削処理において、縦型構造発光素子１５の表面１５Ａ側（積層部１３および金属層１０）は、貼り付けられたＢＧテープ１４により保護される。

上述したように、ステップＳ８〜Ｓ１２が実施されることにより、個々の素子形成領域１７に沿ってシリコン基板９の分割が行われ、個片化された縦型構造発光素子１５が製造される。個片化された縦型構造発光素子１５を形成するこれら一連の工程を発光素子形成工程（第２個片化工程）とする。

（転写工程）
次に、縦型構造発光素子１５を粘着テープへ転写する（ステップＳ１３）。具体的には、図７（Ｍ）に示すように、縦型構造発光素子１５の裏面１５Ｂを粘着テープ１６に貼り付けるとともに、表面１５Ａに貼り付けられていたＢＧテープ１４を除去する。これにより、粘着テープ１６上に、個片化された複数の縦型構造発光素子１５が貼り付けられた状態となる。粘着テープ１６に貼り付けられた縦型構造発光素子１５は、その後個々にピックアップされて、使用される。粘着テープとしては、半導体ウェハ固定用のダイシングテープを使用することができる。

なお、本実施の形態１のように、プラズマエッチング工程によりシリコン基板９に形成された溝１８を深堀り加工した後、第２の基板８を研削処理することにより、それぞれの縦型構造発光素子１５に分割するような手法は、ＤＢＧ（Dicing Before Grinding）と呼ばれている。

本実施の形態１によれば、シリコン基板準備工程（第１個片化工程）の第１プラズマエッチング工程において、積層部３を個片化するためにレーザーやステルスではなくプラズマエッチングを用いているため、第１の基板１に対する熱ダメージの少ない個片化工程を実施することができる。

また、本実施の形態１によれば、発光素子形成工程（第２個片化工程）において、シリコン基板９表面に対してプラズマエッチング処理を施し、その後シリコン基板９を分割して、個片化された縦型構造発光素子１５を形成しているため、第２の基板８に対する熱ダメージの少ない個片化工程を実施することができる。

このように本実施の形態１によれば、縦型構造発光素子１５を製造するための個片化工程においてプラズマエッチングを用いているため、基板に対する熱ダメージの少ない縦型構造発光素子１５の製造方法を実現することができる。

また、本実施の形態１によれば、第２プラズマエッチング工程において、プラズマエッチングを行う際に積層部１３をレジスト１２により覆って保護しているため、積層部１３へのダメージを抑制しつつプラズマエッチングを実施することができ、高品質な縦型構造発光素子１５を製造することができる。

また、本実施の形態１によれば、第２プラズマエッチング工程において、第２の基板８が完全に分割されないように、シリコン基板９のうち複数の積層部１３との共通部分を残すようにしてシリコン基板９の掘り下げを行っている。したがって、続く第２マスク除去工程（ステップＳ１１）において、縦型構造発光素子１５が誤ってレジスト１２の除去液により除去されてしまうことを抑制することができる。

なお、本実施の形態１では、第２プラズマエッチング工程において、シリコン基板９とともに金属層１０もあわせてプラズマエッチングすることにより金属層１０をパターン化する場合について説明したが、このような場合に限らず、例えばプラズマエッチングを行う前に金属層１０を予めパターン化しておくことにより、第２プラズマエッチング工程において金属層１０をプラズマエッチングすることなくシリコン基板９のみをプラズマエッチングするようにしても良い。

（実施の形態１の変形例）
上記実施の形態１では、第２の基板８に対して、表面８Ａ側よりプラズマを用いたエッチング処理を行って、シリコン基板９をプラズマにより所望の深さまで掘り下げた後（ステップＳ９）、第２の基板８の裏面８Ｂに対して研削処理を行って（ステップＳ１２）、個片化された縦型構造発光素子１５を製造するような場合について説明したが、研削処理以外の工程を適用しても良い。

研削処理以外の工程を適用した変形例にかかる縦型構造発光素子の製造方法について、図８並びに、図９（Ａ）〜（Ｃ）、図１０（Ｄ）〜（Ｆ）および図１１（Ｇ）、（Ｈ）を用いて説明する。図８は、本変形例にかかる縦型構造発光素子の製造方法の手順を示すフローチャートを示し、図９〜図１１は、図８のフローチャートに示すそれぞれの手順を説明するための第１の基板および第２の基板の断面図を示す。なお、実施の形態１にて用いた構成部と同じ構成部には同じ参照番号を付すことによりその説明を省略する。

本変形例では、図８に示すように、ステップＳ１〜ステップＳ４まで実施の形態１と同様の工程を行うことにより、サファイア基板２と、サファイア基板２上に配置されかつ個片化された積層部３とを備える第１の基板１を作成する。これらの工程については詳細な説明は省略するものとする。図９（Ａ）に、ステップＳ４が完了した状態の第１の基板１を示す。

（シリコン基板への配置工程）
ステップＳ４の後、第１の基板１の積層部３をシリコン基板２０上に配置する（ステップＳ１４）。具体的には、まず、金属層１０が上面に形成されたシリコン基板２０を準備するが、本変形例では、実施の形態１のシリコン基板９よりも厚みの薄いシリコン基板２０を準備する。このシリコン基板２０は材質こそ実施の形態１のシリコン基板９と同じであるが、厚みが５０μｍ〜２００μｍと実施の形態１に比べて薄くなっている。このシリコン基板２０上の金属層１０に対して、図９（Ｂ）に示すように、第１の基板１を上下方向逆に向けた状態で配置する。

（サファイア基板のリフトオフ工程）
次に、ステップＳ１４の実施により図示最も上側に配置されることとなったサファイア基板２を、積層部３およびシリコン基板２０から分離させる（ステップＳ１５）。具体的な方法については実施の形態１のステップＳ６と同様であるため説明を省略する。ステップＳ１５が完了すると、図９（Ｃ）に示すように、シリコン基板２０と、シリコン基板２０（および金属層１０）上に分割して配置された積層部１３とを備える第２の基板２１が形成される。

上述したステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ１４およびＳ１５が実施されることにより、積層部１３が個片化される（シリコン基板準備工程（第１個片化工程））。

（ＤＣテープ貼付工程）
次に、第２の基板２１の裏面２１Ｂに、ＤＣテープ２２（ダイシングテープ２２）を貼り付ける（ステップＳ１６）。ＤＣテープ２２は、第２の基板２１の個片化の際に第２の基板２１並びにエッチングにより個片化された縦型構造発光素子を保持・固定するためのテープである。このＤＣテープ２２としては、レジスト除去用のエッチング液に対する耐性を有するものが望ましい。図１０（Ｄ）は、第２の基板２１の裏面２１ＢにＤＣテープ２２を貼り付けた状態を示す。

（バッファ層除去工程および第２マスク配置工程）
次に、表面２１Ａ側に配置されている積層部１３のバッファ層７の除去を行う（ステップＳ１７）。その次には、第２の基板２１の表面２１Ａ側において、バッファ層７の除去された積層部１３に第２マスク（レジスト１２）を配置する（ステップＳ１８）。これらステップＳ１７およびステップＳ１８は、実施の形態１のステップＳ７およびステップＳ８と同様であるため詳細な説明は省略する。また、ステップＳ１７後およびステップＳ１８後の第２の基板２１を、図１０（Ｅ）および（Ｆ）にそれぞれ示す。

（第２プラズマエッチング工程）
次に、表面２１Ａ側において各積層部１３を覆うようにレジスト１２が形成された第２の基板２１に対して、表面２１Ａ側よりプラズマエッチング処理を行う（ステップＳ１９）。具体的には、実施の形態１と同様に、エッチング装置にてプラズマを発生させることにより、レジスト１２同士の間から露出する金属層１０とシリコン基板２０に対して、積層部１３表面のレジスト１２をマスクとしてエッチング処理が行われる。

ここで、実施の形態１の第２プラズマエッチング工程（ステップＳ９）では、第２の基板８を完全には分割せずに、シリコン基板９を所望の深さまで掘り下げたときにプラズマの発生を停止させてプラズマエッチングを終了していたが、本変形例では、図１１（Ｇ）に示すように、シリコン基板２０が分割されるまでプラズマエッチングを継続する。シリコン基板２０がプラズマエッチングにより個々の素子形成領域１７に沿って分割されることにより、個片化された複数の縦型構造発光素子２３が製造される。

（第２マスク除去工程）
次に、積層部１３および金属層１０上に残存するマスク（レジスト１２）の除去を行う（ステップＳ２０）。本ステップＳ２０は、実施の形態１のステップＳ１０と同様であるため具体的な方法については説明を省略する。図１１（Ｈ）に、ステップＳ２０後の縦型構造発光素子２３を示す。

上述したステップＳ１８〜Ｓ２０が実施されることにより、個片化された縦型構造発光素子２３が製造される（第２個片化工程）。また、本変形例では実施の形態１のように転写工程（ステップＳ１３）は行わず、ステップＳ２０をもって縦型構造発光素子１５の製造工程が完了する。

このように本変形例にかかる方法を用いても、縦型構造発光素子２３を製造するための個片化工程においてプラズマエッチングを用いているため、熱ダメージの少ない縦型構造発光素子２３の製造方法を実現することができる。さらに本変形例によれば、プラズマエッチング処理によりシリコン基板２０を除去することでシリコン基板２０を分割しているため、実施の形態１のようにＢＧテープの貼付（ステップＳ１１）や裏面研削（ステップＳ１２）を行うことなく縦型構造発光素子２３への個片化を行うことができ、縦型構造発光素子２３の製造工程を簡略化することができる。さらに、ステップＳ１４において予め厚みの薄いシリコン基板２０を用いることにより、その後の発光素子形成工程におけるシリコン基板２０のエッチング量を少なくすることができる。また、本変形例では個片化前の第２の基板２１をＤＣテープ２２に貼り付けるので、実施の形態１のように個片化後にＢＧテープから粘着テープ１６へ転写を行う場合と比較して、テープの取り扱いが容易となる。

（実施の形態２）
なお、本発明は上記実施の形態１に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の実施の形態２にかかる縦型構造発光素子の製造方法について説明する。上記実施の形態１では、積層部の個片化をサファイア基板２上で行っているのに対して、本実施の形態２では、積層部の個片化をシリコン基板９上で行う縦型構造発光素子の製造方法を採用している。以下、この相違点を中心に説明する。なお、実施の形態１にて用いた構成部と同じ構成部には同じ参照番号を付すことによりその説明を省略する。

本実施の形態２の縦型構造発光素子の製造方法の手順を示すフローチャートを図１２に示し、それぞれの手順を説明するための第１の基板および第２の基板の断面図を図１３および１４に示す。

（シリコン基板への配置工程）
まず、図１３（Ａ）に示すように、ステップＳ３１によりサファイア基板２を有する第１の基板１を準備し（ステップＳ３１）、次に、第１の基板１の積層部３をシリコン基板９上に配置する（ステップＳ３２）。具体的には、金属層１０が上面に形成されたシリコン基板９を準備した上で、このシリコン基板９上の金属層１０に対して、第１の基板１を上下方向逆に向けた状態で配置する。これにより、図１３（Ｂ）に示すように、第１の基板１が、表面１Ａに露出していたｐ層４にて接するように金属層１０上に配置される。

（サファイア基板の分離工程）
次に、図示最も上側に配置されているサファイア基板２を、積層部３およびシリコン基板９から分離させる（ステップＳ３３）。分離する方法は、実施の形態１の分離工程（ステップＳ６）と同様であるため、説明を省略する。本ステップＳ３３の実施により、図１３（Ｃ）に示すように、シリコン基板９と、シリコン基板９（および金属層１０）上に配置された積層部１３とを備える第２の基板３０が形成される。

（第１マスク配置工程）
次に、第２の基板３０の表面３０Ａ側において、フォトリソグラフィーを行ってマスク（レジスト１１）を形成する（ステップＳ３４）。具体的には、図１４（Ｄ）に示すように、第２の基板３０の表面３０Ａにおける予め定められた所定位置にレジスト１１を配置する。

（第１プラズマエッチング工程（積層部個片化工程））
次に、レジスト１１が形成された第２の基板３０に対して、表面３０Ａ側よりプラズマエッチング処理を行う（ステップＳ３５）。具体的には、エッチング装置にてプラズマを発生させてエッチング処理を行うことにより、レジスト１１をマスクとして積層部１３のエッチング処理が行われる。図１４（Ｅ）に示すように、積層部１３がプラズマにより掘り下げられ、金属層１０を部分的に露出させるように個片化された状態となるまで、プラズマ処理を継続する。なお、このときのエッチングは、実施の形態１の第１プラズマエッチング工程（ステップＳ３）における積層部３のエッチングと同様であるので、説明を省略する。積層部１３の個片化が終了したら、プラズマの発生を停止させてプラズマエッチングを終了させる。本ステップＳ３５の実施により、第２の基板３０は、シリコン基板９と、シリコン基板９上に分割して配置された積層部１３とを備える第２の基板３０となる。

（第１マスク除去工程）
次に、個片化された各積層部１３上に残存するマスク（レジスト１１）の除去を行う（ステップＳ３６）。具体的には、所定の除去液に第２の基板３０を浸漬させることにより、図１４（Ｆ）に示すように、第２の基板３０からレジスト１１を除去・剥離する。

上述したステップＳ３１−３６の順に第１個片化工程を実施することにより、個片化された複数の積層部１３を備える第２の基板３０が作成される。

（バッファ層除去工程）
次に、表面３０Ａ側に配置されている積層部１３のバッファ層７の除去を行う（ステップＳ３７）。本ステップＳ３７を含む以降の工程は、実施の形態１のステップＳ７−Ｓ１３と同様であるため、詳細な説明は省略する。本ステップＳ３７は、実施の形態１のバッファ層除去工程（ステップＳ７）と同様であり、本ステップＳ３７の実施により、第２の基板３０の表面３０Ａに、バッファ層７の１つ下の層として形成されていたｎ層６が露出する。

（第２マスク配置工程）
次に、第２の基板３０の表面３０Ａ側において、マスク（レジスト１２）を配置する（ステップＳ３８）。具体的な方法は、実施の形態１の第２マスク配置工程（ステップＳ８）と同様であるため、説明を省略する。本ステップＳ３８の実施により、個片化された各積層部１３をそれぞれ覆うように複数のレジスト１２が配置されるとともに、レジスト１２の間から金属層１０が露出される。

（第２プラズマエッチング工程（シリコン基板の掘り下げ工程））
次に、各積層部１３を覆うようにレジスト１２が形成された第２の基板３０に対して、表面３０Ａ側よりプラズマエッチング処理を行う（ステップＳ３９）。具体的な方法は、実施の形態１の第２プラズマエッチング工程（ステップＳ９）と同様であるため、説明を省略する。本ステップＳ３９においては、シリコン基板９がプラズマにより個々の素子形成領域１７に沿って所望の深さまで掘り下げられたら、プラズマの発生を停止させてプラズマエッチングを終了させる。

（第２マスク除去工程）
次に、個片化された各積層部１３および金属層１０上に残存するマスク（レジスト１２）の除去を行う（ステップＳ４０）。具体的な方法は、実施の形態１の第２マスク除去工程（ステップＳ１０）と同様であるため、説明を省略する。本ステップＳ４０の実施により、第２の基板３０の表面３０Ａに、個々の発光素子領域１７に沿って分割して個片化された積層部１３が露出する。

（ＢＧテープ貼付工程）
次に、第２の基板３０の表面３０Ａに、保護テープであるＢＧテープ１４を貼り付ける（ステップＳ４１）。具体的な方法は、実施の形態１のＢＧテープ貼付工程（ステップＳ１１）と同様であるため、説明を省略する。本ステップＳ４１の実施により、第２の基板３０の表面３０Ａにおけるそれぞれの積層部１３および金属層１０が、ＢＧテープ１４により保護された状態とされる。

（裏面研削工程）
次に、第２の基板３０の裏面３０Ｂに対して、研削処理を行う（ステップＳ４２）。具体的な方法は、実施の形態１の裏面研削工程（ステップＳ１２）と同様であるため、説明を省略する。本ステップＳ４２の実施により、個々の素子形成領域１７に沿ってシリコン基板９の分割が行われることとなり、個片化された複数の縦型構造発光素子１５が製造される。

（転写工程）
次に、縦型構造発光素子１５を粘着テープへ転写する（ステップＳ４３）。具体的な方法は、実施の形態１の転写工程（ステップＳ１３）と同様であるため、説明を省略する。本ステップＳ４３の実施により、粘着テープ１６上に、個片化された複数の縦型構造発光素子１５が貼り付けられた状態となる。

本実施の形態２によれば、積層部３の個片化をシリコン基板９上で行うような場合でも、縦型構造発光素子を製造するための個片化工程においてプラズマエッチングを用いているため、熱ダメージの少ない縦型構造発光素子の製造方法を実現することができる。

なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、発光層を含む積層部が形成されたシリコン基板を分割して、個片化された複数の縦型構造発光素子を製造する方法に有用である。

１ 第１の基板
２ サファイア基板
３ 積層部
４ ｐ層
５ 活性層
６ ｎ層
７ バッファ層
８ 第２の基板
９ シリコン基板
１０ 金属層
１１ レジスト
１２ レジスト
１３ 積層部
１４ ＢＧテープ
１５ 縦型構造発光素子
１６ リングフレーム
１７ 素子形成領域
１８ 溝
２０ シリコン基板
２１ 第２の基板
２２ ＤＣテープ
２３ 縦型構造発光素子
３０ 第２の基板

Claims (7)

1. サファイア基板上に形成された発光層を含む積層部を個片化して、複数の縦型構造発光素子を製造する方法であって、
   サファイア基板上から分離され、個々の素子形成領域に沿って分割されるとともに、露出した側面および上面を備える積層部が表面に配置されたシリコン基板を準備するシリコン基板準備工程と、
   それぞれの積層部の前記側面および前記上面の全てを覆うようにマスクを配置するマスク配置工程と、
   隣接する積層部間にて露出されたシリコン基板の表面に対してプラズマエッチング処理を施し、その後、それぞれの積層部が配置されたシリコン基板を分割して、個片化された複数の縦型構造発光素子を形成する発光素子形成工程とを含む、縦型構造発光素子の製造方法。
2. シリコン基板準備工程は、
   サファイア基板上に形成された積層部を、プラズマエッチング処理により個々の素子形成領域に沿って分割する積層部個片化工程と、分割されたサファイア基板上の積層部をシリコン基板上に配置する積層部配置工程と、サファイア基板から積層部およびシリコン基板を分離する分離工程とを含む、請求項１に記載の縦型構造発光素子の製造方法。
3. シリコン基板準備工程は、
   サファイア基板上に形成された積層部をシリコン基板上に配置する積層部配置工程と、サファイア基板から積層部およびシリコン基板を分離する分離工程と、プラズマエッチングを行って、シリコン基板上の積層部を個々の素子形成領域に沿って分割する積層部個片化工程とを含む、請求項１に記載の縦型構造発光素子の製造方法。
4. 発光素子形成工程において、プラズマエッチング処理により、個々の素子形成領域に沿ってシリコン基板表面を掘り下げる工程と、シリコン基板上の積層部配置側とは逆側の表面にてシリコン基板の研削加工を行うことで、個々の素子形成領域に沿ってシリコン基板を分割する工程とを含む、請求項１から３のいずれか１つに記載の縦型構造発光素子の製造方法。
5. 発光素子形成工程において、プラズマエッチング処理によりシリコン基板を除去することで、個々の素子形成領域に沿ってシリコン基板を分割する、請求項１から３のいずれか１つに記載の縦型構造発光素子の製造方法。
6. 発光素子形成工程では、金属層が配置されたシリコン基板の表面に対してプラズマエッチング処理を施す、請求項１から５のいずれか１つに記載の縦型構造発光素子の製造方法。
7. 発光素子形成工程では、金属層に対しては、Ｃｌ _２ を含んだエッチングガスを使用してプラズマエッチング処理を施し、シリコン基板に対しては、フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを使用してプラズマエッチング処理を施す、請求項６に記載の縦型構造発光素子の製造方法。

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