JP5957984B2 - Manufacturing method of semiconductor light emitting device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor light emitting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5957984B2 JP5957984B2 JP2012054760A JP2012054760A JP5957984B2 JP 5957984 B2 JP5957984 B2 JP 5957984B2 JP 2012054760 A JP2012054760 A JP 2012054760A JP 2012054760 A JP2012054760 A JP 2012054760A JP 5957984 B2 JP5957984 B2 JP 5957984B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- groove
- emitting layer
- semiconductor
- multilayer structure
- 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.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
本発明は、GaAs基板を割ることで形成される半導体発光素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device formed by splitting a GaAs substrate.
近年、レーザダイオードや発光ダイオードに代表される半導体発光素子には、高出力、高効率、高信頼性が求められている。これらの要求を満たすためには素子の開発・設計段階での品質の作り込みが必要である。特に高出力の素子は電流及び光による負荷が大きいため結晶欠陥の増殖が早い。従って、信頼性を確保するためには、結晶欠陥を従来以上に減らす技術、結晶欠陥を無効化する技術が必要不可欠である。 In recent years, semiconductor light emitting devices represented by laser diodes and light emitting diodes are required to have high output, high efficiency, and high reliability. In order to satisfy these requirements, it is necessary to build quality in the development and design stages of the device. In particular, a high-power element has a large load due to current and light, so that crystal defects grow quickly. Therefore, in order to ensure reliability, a technique for reducing crystal defects more than before and a technique for invalidating crystal defects are indispensable.
半導体発光素子の製造工程には、基板を素子単位に分割する工程がある。この工程では、基板に分割用の溝を入れ(スクライブ)、この溝に沿って刃を当て加重を加えることで基板を割る(ブレイク)。この際に結晶を機械的に割るため破断面には大小さまざまなクラックが必然的に発生し、これらが元となって結晶欠陥が発生する。なお、結晶欠陥が素子領域に伝達するのを防ぐため、ダイシングラインの近傍に酸化膜などで充填した溝を形成することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The manufacturing process of the semiconductor light emitting device includes a step of dividing the substrate into device units. In this step, a dividing groove is put in the substrate (scribing), and a blade is applied along the groove to apply a load to break the substrate (break). At this time, since the crystal is mechanically broken, various cracks are inevitably generated on the fracture surface, and crystal defects are generated based on these cracks. In order to prevent the crystal defect from being transmitted to the element region, it has been proposed to form a groove filled with an oxide film or the like in the vicinity of the dicing line (see, for example, Patent Document 1).
分割部分の結晶欠陥は、素子へ印加される電流や素子から発せられる光のエネルギーを受けて増殖するため、特に素子を高出力で動作させると欠陥の増殖速度も上がることになり、素子の信頼性を著しく低下させるという問題がある。また、ダイシングラインの近傍に溝を形成するとチップサイズが増大する。また、GaAs系の場合には物質の性質上良質な熱酸化膜を形成できない。 The crystal defects in the divided parts proliferate in response to the current applied to the element and the energy of light emitted from the element. Therefore, when the element is operated at a high output, the defect propagation rate increases, and the reliability of the element increases. There is a problem of significantly reducing the performance. Further, if a groove is formed in the vicinity of the dicing line, the chip size increases. In the case of GaAs, a high quality thermal oxide film cannot be formed due to the nature of the substance.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的はGaAs基板を割る際に発生する結晶欠陥が発光層に影響を与えないようにすることができる半導体発光素子の製造方法を得るものである。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of preventing a crystal defect generated when a GaAs substrate is broken from affecting a light emitting layer . A manufacturing method is obtained.
本発明に係る半導体発光素子の製造方法は、GaAs基板上に、発光層を有する半導体積層構造を形成する工程と、前記半導体積層構造に溝を形成する工程と、前記溝内で露出した前記発光層の一部を選択的にエッチングする工程と、前記発光層の一部を選択的にエッチングした後に、前記溝に沿って前記GaAs基板を割る工程とを備えることを特徴とする。 The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention includes a step of forming a semiconductor multilayer structure having a light emitting layer on a GaAs substrate, a step of forming a groove in the semiconductor multilayer structure, and the light emission exposed in the groove. A step of selectively etching a part of the layer; and a step of selectively etching the part of the light emitting layer and then splitting the GaAs substrate along the groove.
本発明により、GaAs基板を割る際に発生する結晶欠陥が発光層に影響を与えないようにすることができる。 According to the present invention, crystal defects generated when a GaAs substrate is broken can be prevented from affecting the light emitting layer.
本発明の実施の形態に係る半導体発光素子及びその製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 A semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造工程の断面図である。まず、n型GaAs基板1上に、n型クラッド層2、発光層3、及びp型クラッド層4が積層された半導体積層構造5を形成する。次に、半導体積層構造5に溝6を形成する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor light emitting element according to
次に、発光層3の材質のみをエッチングする液を用いて、溝6内で露出した発光層3の一部を選択的にエッチングする。例えば発光層3がGaAs、クラッド層2,4がAlGaInPの場合、硫酸と過酸化水素水と純水の混合液を用いることで、発光層3のGaAsのみを選択的にエッチングすることができる。
Next, a part of the
次に、半導体積層構造5上に電極7を形成し、n型GaAs基板1の裏面に電極8を形成する。その後に、溝6に沿ってn型GaAs基板1を割る。こうして製造された素子では、n型GaAs基板1は分割部分9で割られ、分割部分9において発光層3の一部が半導体積層構造5の側面から内側に奥まっている。
Next, an
上記の構成によって、仮にn型GaAs基板1が大きく曲がって割れ、分割境界10が溝6より内側に入ったとしても、発光層3に分割境界10がかかって結晶欠陥が発生するのを防ぐことができる。よって、n型GaAs基板1を割る際に発生する結晶欠陥が発光層3に影響を与えないようにすることができる。この結果、高出力、高効率、高信頼性を実現することができる。
With the above configuration, even if the n-
実施の形態2.
図2〜図4は、本発明の実施の形態2に係る半導体発光素子の製造工程の断面図である。まず、図2に示すように、n型GaAs基板1上に、発光層3を有する半導体積層構造5を形成する。次に、亜鉛などの不純物拡散により発光層3のバンドギャップを広げた窓領域11を形成する。窓領域11は発光層3より深く形成する。
2-4 is sectional drawing of the manufacturing process of the semiconductor light-emitting device based on
次に、図3に示すように、プロトンなどのイオン注入により半導体積層構造5に高抵抗領域12を形成する。半導体積層構造5上に電極7を形成し、n型GaAs基板1の裏面に電極8を形成する。
Next, as shown in FIG. 3, a
次に、図4に示すように、窓領域11及び高抵抗領域12内又はそれらの近傍において半導体積層構造5に溝6を形成する。次に、溝6に沿ってn型GaAs基板1を割る。こうして製造された素子では、分割部分9の近傍において半導体積層構造5に窓領域11と高抵抗領域12が設けられている。
Next, as shown in FIG. 4, the
上記の構成によって、窓領域11の発光層3は周辺の発光層3から染み出してくる光を吸収しない。また、高抵抗領域12により分割部分9の近傍に電流が流れない。従って、分割部分9の近傍において光と電流の両方のエネルギーを遮断することができる。
With the above configuration, the
これにより、仮にn型GaAs基板1が大きく曲がって割れ、分割境界10が溝6より内側に入り発光層3に結晶欠陥13が生成されたとしても、光および電流のエネルギーが加わらないため、結晶欠陥13の成長を止める又は遅らせることができる。よって、n型GaAs基板1を割る際に発生する結晶欠陥13が発光層3に影響を与えないようにすることができる。この結果、高出力、高効率、高信頼性を実現することができる。
As a result, even if the n-
実施の形態3.
図5は、本発明の実施の形態3に係る半導体発光素子の製造工程の断面図である。まず、n型GaAs基板1上に、発光層3を有する半導体積層構造5を形成する。次に、不純物拡散により発光層3のバンドギャップを広げた窓領域11を形成する。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor light emitting element according to
次に、半導体積層構造5上の一部に電極7を形成し、n型GaAs基板1の裏面に電極8を形成する。次に、窓領域11内又はその近傍において半導体積層構造5に溝6を形成する。ただし、電極7が溝6の近傍には存在しないようにする。次に、溝6に沿ってn型GaAs基板1を割る。
Next, an
こうして製造された素子では、分割部分9の近傍に窓領域11が設けられ、半導体積層構造5上に設けられた電極7が分割部分9の近傍には存在しない。このように電極7が分割部分9の近傍には存在しないことで、分割部分9の近傍に電流が流れない。従って、実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
In the element thus manufactured, the
実施の形態4.
図6は、本発明の実施の形態4に係る半導体発光素子の製造工程の断面図である。実施の形態2と同様に窓領域11及び高抵抗領域12を形成し、かつ実施の形態1と同様に溝6内で露出した発光層3の一部を選択的にエッチングする。これにより、実施の形態1と実施の形態2の両方の効果を得ることができる。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor light emitting element according to
実施の形態5.
図7は、本発明の実施の形態5に係る半導体発光素子の製造工程の断面図である。実施の形態3と同様に窓領域11を形成し、電極7が分割部分9の近傍に存在しないようにし、かつ実施の形態1と同様に溝6内で露出した発光層3の一部を選択的にエッチングする。これにより、実施の形態1と実施の形態3の両方の効果を得ることができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention. The
1 n型GaAs基板
3 発光層
5 半導体積層構造
6 溝
7 電極
9 分割部分
11 窓領域
12 高抵抗領域
1 n-
Claims (3)
前記半導体積層構造に溝を形成する工程と、
前記溝内で露出した前記発光層の一部を選択的にエッチングする工程と、
前記発光層の一部を選択的にエッチングした後に、前記溝に沿って前記GaAs基板を割る工程とを備えることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 Forming a semiconductor multilayer structure having a light emitting layer on a GaAs substrate;
Forming a groove in the semiconductor multilayer structure;
Selectively etching a part of the light emitting layer exposed in the groove;
And a step of selectively etching a part of the light emitting layer and then splitting the GaAs substrate along the groove.
イオン注入により前記半導体積層構造に高抵抗領域を形成する工程とを更に備え、
前記窓領域及び前記高抵抗領域内又はそれらの近傍に前記溝を形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。 Forming a window region in which the band gap of the light emitting layer is widened by impurity diffusion;
A step of forming a high resistance region in the semiconductor multilayer structure by ion implantation,
The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the groove is formed in or near the window region and the high resistance region.
前記半導体積層構造上の一部に電極を形成する工程とを更に備え、
前記窓領域内又はそれらの近傍に前記溝を形成し、
前記電極が前記溝の近傍には存在しないようにすることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。 Forming a window region in which the band gap of the light emitting layer is widened by impurity diffusion;
Forming an electrode on a part of the semiconductor multilayer structure,
Forming the groove in or near the window region;
Producing how the semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the electrode is so not present in the vicinity of the groove.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012054760A JP5957984B2 (en) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | Manufacturing method of semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012054760A JP5957984B2 (en) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | Manufacturing method of semiconductor light emitting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013191622A JP2013191622A (en) | 2013-09-26 |
JP5957984B2 true JP5957984B2 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=49391607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012054760A Active JP5957984B2 (en) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | Manufacturing method of semiconductor light emitting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5957984B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111508883B (en) * | 2019-01-31 | 2024-02-13 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | Electrostatic chuck and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51107784A (en) * | 1975-03-19 | 1976-09-24 | Hitachi Ltd | HANDOTAIREEZASOSHI |
JPS61253882A (en) * | 1985-05-07 | 1986-11-11 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser device |
JPS63216396A (en) * | 1987-03-05 | 1988-09-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Semiconductor light emitting devices |
JPS6486585A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-31 | Sharp Kk | Semiconductor laser element |
JPH0738198A (en) * | 1993-07-16 | 1995-02-07 | Anritsu Corp | Semiconductor laser |
JPH0794830A (en) * | 1993-07-29 | 1995-04-07 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser element and its manufacturing method |
JPH10290042A (en) * | 1997-04-15 | 1998-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor light emitting element and manufacture |
JP2000164978A (en) * | 1998-11-26 | 2000-06-16 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser element |
JP2002190644A (en) * | 2000-10-12 | 2002-07-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | Semiconductor laser element and method of manufacturing the same |
JP4408185B2 (en) * | 2001-06-22 | 2010-02-03 | 富士フイルム株式会社 | Semiconductor laser device |
JP2008021885A (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor wafer, manufacturing method therefor, semiconductor device, and manufacturing method therefor |
JP2009135148A (en) * | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Sony Corp | Method of manufacturing semiconductor light emitting device |
-
2012
- 2012-03-12 JP JP2012054760A patent/JP5957984B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013191622A (en) | 2013-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5334158B2 (en) | Nitride semiconductor light emitting device and method for manufacturing nitride semiconductor light emitting device | |
KR101158242B1 (en) | Semiconductor light emitting device and method of fabricating semiconductor light emitting device | |
WO2013094601A1 (en) | Light-emitting diode, and method for producing same | |
JP3737494B2 (en) | Semiconductor light emitting device, method for manufacturing the same, and semiconductor light emitting device | |
US20100200885A1 (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
TW201633571A (en) | Semiconductor light-emitting device | |
JP4250576B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2006073619A (en) | Nitride based compound semiconductor light emitting diode | |
JP2008140918A (en) | Method of manufacturing light-emitting element | |
TWI430475B (en) | Method of manufacturing light emitting diode | |
JP2012142361A (en) | Light-emitting device | |
JP2009059969A (en) | Semiconductor light-emitting element, light-emitting device, luminaire, display unit, and method for fabricating semiconductor light-emitting element | |
JP2008306021A (en) | Manufacturing method for led chip | |
KR20050089120A (en) | Light emitting diode and manufacturing method of the same | |
US9553240B2 (en) | Semiconductor light-emitting element | |
US20130341661A1 (en) | Semiconductor light emitting element | |
JP5957984B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor light emitting device | |
JP2007173353A (en) | Photonic-crystal light emitting diode and its manufacturing method | |
TW201414004A (en) | Manufacturing method of LED | |
JP2020537360A (en) | Electrochemical removal of aluminum nitride substrates for electronic and optoelectronic devices | |
JP2016046461A (en) | Semiconductor light-emitting element wafer, semiconductor light-emitting element and manufacturing method of semiconductor light-emitting element | |
JP2006261266A (en) | Semiconductor light emitting device and its manufacturing method, and electronic equipment | |
JP2013206990A (en) | Vertical nitride semiconductor element and manufacturing method of the same | |
US20070057275A1 (en) | Vertical light-emitting diode and method for manufacturing the same | |
JP2010028140A (en) | Method of manufacturing nitride-based compound 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: 20150115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151021 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160524 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160606 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5957984 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |