JP6834257B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
ここで、半導体層と支持基板との間に接合部材よりも熱膨張係数が小さい金属層を設けることで、発光素子の反りを軽減することが考えられる。しかしながら、金属層が設けられることでブレードダイシングやレーザダイシングなどによる個片化が困難になる。
なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
また、本明細書において、「上」、「下」などは構成要素間の相対的な位置を示すものであって、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
[発光素子の構成]
第1実施形態に係る製造方法についての理解を容易にするために、まず、図1A〜図1Cを参照して、第1実施形態に係る発光素子の製造方法によって製造される発光素子1の構成について説明する。その後、図2〜図3Jを参照して、第1実施形態に係る発光素子の製造方法について説明する。
なお、第2実施形態、第3実施形態についても、同様の目的で、発光素子の構成を説明した後で、発光素子の製造方法について説明する。
半導体構造12において、n側半導体層12n、活性層12a及びp側半導体層12pは、InXAlYGa1−X−YN(0≦X、0≦Y、X+Y<1)などの窒化物半導体が用いられる。
また、下面側電極14と同層において、下面側電極14が設けられていない領域には、絶縁膜15が下面側電極14と略同じ厚さで設けられている。すなわち、下面側電極14と絶縁膜15とは同層の面内で相補的に設けられている。
次に、図2〜図3Jを参照して、本実施形態に係る発光素子の製造方法について説明する。
図2に示すように、本実施形態に係る発光素子の製造方法は、半導体構造形成工程S10と、下面側電極形成工程S11と、第2基板準備工程S12と、金属層形成工程S13と、接合部材配置工程S14と、第2基板接合工程S15と、第1基板除去工程S16と、半導体構造分離工程S17と、上面側電極及び保護膜形成工程S18と、個片化工程S19と、を含む。
なお、下面側電極14と絶縁膜15とは、何れを先に形成してもよい。
絶縁膜15には、例えば、SiO2,Nb2O5,Al2O3,ZrO2,TiO2などの酸化膜や、AlN,SiNなどの窒化膜などを用いることができる。
第2基板23の厚さは、半導体構造12を支持するための支持基板として十分な剛性が得られればよく、50μm〜500μm程度とすることができる。
第1金属層17,第2金属層18及び第3金属層19は、スパッタリング法などによって形成することができる。
なお、第1金属層17及び第3金属層19は、その一方又は両方を省略してもよい。
なお、本実施形態では、接合部材21は、密着層である第4金属層22を介して第2基板23側に設けられる。
また、接合部材20は、金属層形成工程S13において、第3金属層19を形成後に続けて形成するようにしてもよい。また、接合部材21は、第2基板準備工程S12において第4金属層22を形成する際に形成するようにしてもよい。
第4金属層22は、第2基板23と接合部材21との間に設けられ、第2基板23と接合部材21との密着性を向上させるために設けられる。第4金属層22には、前記した第1金属層17及び第3金属層19と同様の材料を用いて、同様の膜厚で形成することができる。なお、第4金属層22は省略することができる。
なお、図3H〜図3Jにおいては、図3A〜図3Gに対して、便宜上、半導体構造12の積層順が上下反転するように示している。従って、図3H〜図3Jにおいて、半導体構造12の最上層がn側半導体層12nとなるように示している。
溝部12cは、レジストマスクを用いて、半導体構造12をエッチングすることで形成することができる。
また、半導体構造12を分離する前又は分離した後で、半導体構造12の上面をエッチングすることで粗面化し、凹凸構造を形成するようにしてもよい。
上面側電極13及び保護膜16は、スパッタリング法などで形成することができる。上面側電極13と保護膜16とは、何れを先に形成するようにしてもよい。
保護膜16には、透光性の良好な材料を用いることができ、具体的には絶縁膜15と同様の前記した材料を用いることができる。
以上の工程を行うことで、発光素子1を製造することができる。
[発光素子の構造]
次に、図4を参照して、第2実施形態に係る製造方法で製造される発光素子1Aの構成について説明する。
発光素子1Aは、第1実施形態における発光素子1に対して、第2金属層18に代えて、第2金属層18Aを備えることが異なる。
なお、発光素子1Aにおける他の構成は発光素子1と同様であるから、説明は省略する。
なお、第2金属層18Aは、第2基板23側に設けるようにしてもよい。
次に、図5を参照して、第2実施形態に係る発光素子の製造方法について説明する。
第2実施形態に係る発光素子の製造方法は、金属層形成工程S13において、第2金属層18Aを形成する領域が第1実施形態と異なる。その他の工程は、第1実施形態と同様であるから、詳細な説明は省略する。
第2金属層18Aの剥離のおそれを低減することで、発光素子1Aの信頼性や製造の歩留まりを向上することができる。
なお、延伸部18Abの個片化予定線BD上に設けられる幅は、個片化への影響の観点からは狭い方が好ましいが、剥離の抑制と両立するように、例えば、発光素子1Aの一辺に対して0.1%〜50%程度とすることが好ましく、0.5%〜20%程度とすることがより好ましい。
[発光素子の構造]
次に、図6A及び図6Bを参照して、第3実施形態に係る発光素子の製造方法によって製造される発光素子1Bの構成について説明する。
なお、図6Bは、図6AのVIB−VIB線における断面に相当するが、ここでは図示の便宜上、図6Aにおいて、VIB−VIB線上に6個設けられている孔部121の内の3個だけを図示している。
なお、下面側電極34よりも下層側に設けられる第1金属層17〜第2基板23は、第1実施形態と同様であるから、詳細な説明は省略する。また、第2金属層18に代えて、第2実施形態における第2金属層18Aを用いるようにしてもよい。また、第2金属層18は、第1実施形態と同様に、平面視で半導体構造12Bの配置領域を包含するように設けることが好ましく、個片化予定線BD上の少なくとも一部を除く領域に配置される。
また、内部接続部31aと同層には、第1絶縁膜32が内部接続部31aと相補的に設けられている。
また、上面側電極31及び下面側電極34は、第1実施形態における上面側電極13及び下面側電極14と同様の材料を用いることができる。また、第1絶縁膜32及び第2絶縁膜33は、第1実施形態における絶縁膜15と同様の材料を用いることができる。
(参考文献)特開2014−86573号公報
また、第3実施形態における発光素子1Bは、第1実施形態の製造方法と同様にして、第1金属層17、第2金属層18、第3金属層19、接合部材20,21などを形成し、第2基板23と接合することで製造することができるため、製造方法についての詳細な説明は省略する。
11 第1基板
12 半導体構造
12n n側半導体層
12a 活性層
12p p側半導体層
12b 半導体部
12c 溝部
121 孔部
13 上面側電極
13a 外部接続部
13b 補助部
14 下面側電極
15 絶縁膜
16 保護膜
17 第1金属層
18 第2金属層(金属層)
18A 第2金属層(金属層)
18Aa 主部
18Ab 延伸部
19 第3金属層
20 接合部材
21 接合部材
22 第4金属層
23 第2基板
31 上面側電極
31a 内部接続部
31b 配線部
31c 外部接続部
32 第1絶縁膜
33 第2絶縁膜
33a 開口部
34 下面側電極
34a 突出部
BD 個片化予定線
Claims (9)
- 第1基板上に半導体構造を形成する工程と、
前記半導体構造の前記第1基板が設けられた側と反対側において後に前記半導体構造と接合される第2基板を準備する工程と、
前記半導体構造の前記第1基板が設けられた側と反対側、及び前記第2基板の前記半導体構造と接合される側の、少なくとも一方に金属層を形成する工程と、
前記半導体構造と前記第2基板とを接合部材を介在させて貼り合わせ、前記半導体構造と前記第2基板とを接合する工程と、
前記半導体構造から前記第1基板を除去する工程と、
前記半導体構造と前記第2基板とが接合された接合体を、複数の発光素子領域に区画する個片化予定線に沿って分割することで、複数の発光素子に個片化する工程と、
前記第1基板を除去する工程と前記複数の発光素子に個片化する工程との間に、平面視において、前記個片化予定線に対応する領域に、前記半導体構造を厚さ方向に貫通する溝部を形成することで、前記複数の発光素子領域のそれぞれに対応するように、前記半導体構造を複数の半導体部に分離する工程と、を有し、
前記金属層を形成する工程において、前記接合部材よりも熱膨張係数が小さい金属を用い、平面視において、前記複数の発光素子領域のそれぞれに前記金属層が形成されるように、前記個片化予定線上の少なくとも一部を除く領域で、前記半導体部を平面視において包含する領域に前記金属層を形成する発光素子の製造方法。 - 第1基板上に半導体構造を形成する工程と、
前記半導体構造の前記第1基板が設けられた側と反対側において後に前記半導体構造と接合される第2基板を準備する工程と、
前記半導体構造の前記第1基板が設けられた側と反対側、及び前記第2基板の前記半導体構造と接合される側の、少なくとも一方に金属層を形成する工程と、
前記半導体構造と前記第2基板とを接合部材を介在させて貼り合わせ、前記半導体構造と前記第2基板とを接合する工程と、
前記半導体構造から前記第1基板を除去する工程と、
前記半導体構造と前記第2基板とが接合された接合体を、複数の発光素子領域に区画する個片化予定線に沿って分割することで、複数の発光素子に個片化する工程と、を有し、
前記金属層を形成する工程において、前記接合部材よりも熱膨張係数が小さい金属を用い、平面視において、前記複数の発光素子領域のそれぞれに前記金属層が形成され、かつ、前記発光素子領域に形成された前記金属層が、隣接して配置される他の前記発光素子領域に形成された前記金属層と部分的に繋がるように、前記個片化予定線上の少なくとも一部を除く領域に前記金属層を形成する発光素子の製造方法。 - 第1基板上に半導体構造を形成する工程と、
前記半導体構造の前記第1基板が設けられた側と反対側において後に前記半導体構造と接合される第2基板を準備する工程と、
前記半導体構造の前記第1基板が設けられた側と反対側、及び前記第2基板の前記半導体構造と接合される側の、少なくとも一方に金属層を形成する工程と、
前記金属層の表面に、密着層を形成する工程と、
前記半導体構造と前記第2基板とを接合部材を介在させて貼り合わせ、前記半導体構造と前記第2基板とを接合する工程と、
前記半導体構造から前記第1基板を除去する工程と、
前記半導体構造と前記第2基板とが接合された接合体を、複数の発光素子領域に区画する個片化予定線に沿って分割することで、複数の発光素子に個片化する工程と、
前記第1基板を除去する工程と前記複数の発光素子に個片化する工程との間に、平面視において、前記個片化予定線に対応する領域に、前記半導体構造を厚さ方向に貫通する溝部を形成することで、前記複数の発光素子領域のそれぞれに対応するように、前記半導体構造を複数の半導体部に分離する工程と、を有し、
前記金属層を形成する工程において、前記接合部材よりも熱膨張係数が小さい金属を用い、平面視において、前記複数の発光素子領域のそれぞれに前記金属層が形成されるように、前記個片化予定線上の少なくとも一部を除く領域で、前記半導体部を包含する領域に、前記金属層を形成し、
前記密着層を形成する工程において、前記金属層の表面及び前記個片化予定線上に連続して前記密着層を形成する発光素子の製造方法。 - 前記金属層を形成する工程において、前記半導体構造の前記第1基板が設けられた側と反対側に前記金属層を形成する請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の発光素子の製造方法。
- 前記第1基板を除去する工程と前記複数の発光素子に個片化する工程との間に、平面視において、前記個片化予定線に対応する領域に、前記半導体構造を厚さ方向に貫通する溝部を形成することで、前記複数の発光素子領域のそれぞれに対応するように、前記半導体構造を複数の半導体部に分離する工程を有する請求項2に記載の発光素子の製造方法。
- 前記金属層を形成する工程において、前記半導体部を平面視において包含する領域に、前記金属層を形成する請求項5に記載の発光素子の製造方法。
- 前記金属層を形成する工程において、前記発光素子領域に形成された前記金属層が、隣接して配置される他の前記発光素子領域に形成された前記金属層と部分的に繋がっている請求項1または請求項3に記載の発光素子の製造方法。
- 前記発光素子領域は、平面視形状が多角形であり、
平面視において、前記発光素子領域の角部で前記金属層同士が部分的に繋がっている請求項2又は請求項7に記載の発光素子の製造方法。 - 前記金属層は、Wを主成分とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の発光素子の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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