JP6520964B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態の説明に先立ち、まず、本発明者らが見出した課題を説明する。
図2に、割断前のウエハの一部の断面を模式的に示す。図2に示すウエハ100Wは、第1の主面110aおよび第1の主面110aとは反対側に位置する第2の主面110bを有する基板110と、第1の主面110a上の誘電体多層膜120と、第2の主面110b上に形成された半導体構造130とを含む。
レーザ光のピーク波長:1045nm
レーザ出力:0.1W〜2.0W程度
パルス幅:1000フェムト秒
周波数:100kHz
送り速度:400mm/s
デフォーカス:−20μm
ここで、デフォーカスの値は、基板110の第1の主面110aの位置を基準として、基板110側を負、誘電体多層膜120側を正としている。
レーザ光のピーク波長:1045nm
レーザ出力:0.1W〜2.0W程度
パルス幅:1000フェムト秒
周波数:100kHz
送り速度:400mm/s
デフォーカス:0〜5μm
以下、本発明の実施形態2による製造方法を説明する。上述の実施形態1では、誘電体多層膜120の部分的な除去の工程において、誘電体多層膜のうち、改質領域110sの直上の領域を第1方向および第2方向に沿って除去している。しかしながら、以下に説明するように、誘電体多層膜120のうち、改質領域110sの直上から所定量オフセットした領域を除去した後、ウエハ100Wを割断することによって、歩留まりがより向上することもあり得る。
まず、基板110としてのサファイア基板を有し、サファイア基板の一方の主面上に誘電体多層膜120としての21層の誘電体膜の積層膜が形成され、他方の主面上に半導体構造としての窒化物半導体層が形成されたウエハを準備した。ここでは、厚さ200μmのサファイア基板を用い、誘電体多層膜120としては、SiO2膜を11層、TiO2膜を10層交互に積層した積層膜を用いた。改質領域の形成および誘電体多層膜の部分的な除去に用いるレーザ光のピーク波長を有する光を透過し、半導体構造からの光のピーク波長を有する光を反射するように誘電体多層膜120の光学設計を行った。
「加工条件1」
レーザ光のピーク波長:約1000nm
第1方向に沿った走査時のパルスエネルギー:0.4W
第2方向に沿った走査時のパルスエネルギー:0.4W
第1方向に沿った走査時の周波数:100kHz
第2方向に沿った走査時の周波数:100kHz
第1方向に沿った走査時の送り速度:1000mm/s
第2方向に沿った走査時の送り速度:500mm/s
デフォーカス:−20μm
第1方向に沿った走査時のオフセット:−10μm
第2方向に沿った走査時のオフセット:0μm
「加工条件2」
レーザ光のピーク波長:約1000nm
第1方向に沿った走査時のパルスエネルギー:0.2W
第2方向に沿った走査時のパルスエネルギー:0.2W
第1方向に沿った走査時の周波数:50kHz
第2方向に沿った走査時の周波数:50kHz
第1方向に沿った走査時の送り速度:600mm/s
第2方向に沿った走査時の送り速度:600mm/s
デフォーカス:2μm
第1方向に沿った走査時のオフセット:−16μm
第2方向に沿った走査時のオフセット:0μm
改質領域の形成の工程およびレーザ光の照射による誘電体多層膜の部分的な除去の工程の実行の順序を入れ替えたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の発光素子を作製した。すなわち、比較例1では、レーザ光の照射によってストリートに沿って誘電体多層膜を部分的に除去した後、第1の主面110aに対応する、誘電体膜が形成されている主面側から、レーザ光を第1方向および第2方向に沿って走査しながら照射し、基板内部への改質領域の形成を試みた。
レーザ光の照射による誘電体多層膜の部分的な除去の工程を実行しなかったこと以外は実施例1と同様にして、比較例2の発光素子を作製した。つまり、比較例2では、誘電体多層膜を介して基板にレーザ光を照射して基板の内部にレーザ光を集光させることで改質領域を形成し、その後、誘電体多層膜へのレーザ光の照射を行うことなくウエハを複数の発光素子に分離した。レーザ光を用いた改質領域の形成における加工条件は、上述した加工条件1と同じである。
100S 単位領域
100W ウエハ
110、110’ 基板
110a 基板の第1の主面
110b 基板の第2の主面
110s 改質領域
120、120’ 誘電体多層膜
120a 誘電体多層膜の表面
130 半導体構造
132a 活性層
132n、132n’ n型半導体層
132p p型半導体層
134n n側電極
134p p側電極
136 発光構造部
Fra、Frb 亀裂
Claims (6)
- 第1および第2の主面を有する基板と、前記第1の主面上に設けられた誘電体多層膜と、前記第2の主面上に設けられた半導体構造とを含むウエハを準備する工程(A)と、
前記誘電体多層膜を介して前記基板の内部にレーザ光を集光させて、前記基板の内部に改質領域を形成し、前記改質領域から前記誘電体多層膜にかけて亀裂を生じさせる工程(B)と、
前記工程(B)の後に、前記誘電体多層膜のうち、前記亀裂を含む領域を除去する工程(C)と、
前記亀裂が生じた部位において前記ウエハを割断することによって、複数の発光素子を得る工程(D)と
を含む、発光素子の製造方法。 - 前記基板は、サファイアからなり、かつ、前記第2の主面がc面であり、
前記工程(B)は、
前記基板のa軸に平行な第1方向にレーザ光を走査することによって前記第1方向に沿って前記改質領域を複数形成する工程(B1)と、
前記基板のm軸に平行な第2方向にレーザ光を走査することによって前記第2方向に沿って前記改質領域を複数形成する工程(B2)と
を含む、請求項1に記載の発光素子の製造方法。 - 前記工程(C)において、レーザ光の照射により、前記誘電体多層膜のうち、前記亀裂を含む前記領域を除去する、請求項2に記載の発光素子の製造方法。
- 前記工程(C)は、
前記誘電体多層膜のうち、前記第1方向に沿って並ぶ複数の前記改質領域から前記第2方向に所定量シフトした部分を除去する工程(C1)と、
前記誘電体多層膜のうち、前記第2方向に沿って並ぶ複数の前記改質領域の直上の領域を除去する工程(C2)と
を含む、請求項2または3に記載の発光素子の製造方法。 - 前記工程(C)において除去される前記誘電体多層膜の幅は、8μm以上10μm以下である、請求項3または4に記載の発光素子の製造方法。
- 前記誘電体多層膜は、SiO2膜、TiO2膜およびNb2O5膜からなる群から選択された2種以上を含む、請求項1から5のいずれかに記載の発光素子の製造方法。
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