JPH04503285A

JPH04503285A - ダイオード配列の裂開の改良

Info

Publication number: JPH04503285A
Application number: JP3500815A
Authority: JP
Inventors: マッククラーグ，スコット・ダグラス
Original assignee: イーストマン・コダック・カンパニー
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1992-06-11
Also published as: DE69029936T2; EP0457876A1; EP0457876B1; DE69029936D1; WO1991008592A1; US4997793A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】イオー′　（の　の金脈Ω宵量見所二層証本発明発明ダイオード配列を関し且つ特に個々の配列チップを分離するために発光ダイオードＬＥＤ配列製作ウェーハのけかきを容易にするための手段に関する。

の′に　晋′ ＬＥＤ配列は従来の技術でよく知られており、典型的には電子写真複写機又は類似物のためのプリントヘッドで使用されている。そのようなプリントヘッド配列は、像パターンを作るために光受容体又は他の像受取媒体を露出するように個々に付勢されることができる横列の均一に離間したＬＥＤ光源を含む、標準的なりＩＮ　Ａ４紙寸法のためのこの種類の典型的なＬＥＤプリントヘッド配列は約２１６ミリメードルの長さを有し、個々の光源は非常に小さく且つ非常に密接して離間されており、例えば直線２４．５ミリメートル（１インチ）当り６００又はそれ以上の部位くらい多く、それは現在の技術状態では完全な長さのＬＥＤ配列を一部片で提供することを不可能にする。従って、完全なプリントヘッド配列は多数の個別の配列チップを含み、それぞれのチップは典型的には１０ミリメートルよりも小さく、チップは互いに端を接した関係で取付けられて完全な長さのプリントヘッドを提供する。

そのようなＬＥＤ配列を提供するための典型的な基本的方法は、説明のためにかなり簡約すると、ガリウム・ヒ素・リンの１つ以上のエピタキシャル層を支持するガリウム・ヒ素の層からなる基体ウェーハを使用する。窒化ケイ素又は若干の他のガラス状物質の拡散障壁層が次にエピタキシャル層の上に被覆され、写真平版技術がこの層の上にパターン化されたフォトレジストを作るために使用され、それにより拡散障壁物質の障壁を通してダイオード部位開口をエツチングするためにエツチング加工が採用されることができ、その後フォトレジスト物質は完全に除去される。亜鉛のようなドープ物質が次に通常の半導体拡散処理を用いてガリウム・ヒ素・リンのエピタキシャル層中に拡散され、窒化ケイ素層はエピタキシャル層の他の区域を保護する障壁として作用する。二酸化ケイ素のＩＩ！壁層が高温度拡散処理中にウェーハの裏側に設けられる。ドープされたエピタキシャル区域に余分のホールを提供することによって、ドーピング処理は各発光部位をｐ−ｎ接合として画成し、そこではドープされた部位は正であり、また周囲のエピタキシャル物質はそれが最初のウェーハをその１つ以上のエピタキシャル層を存して作る過程でエピタキシャル層に加えられるテルルのような微量物質を含むために負である。ドープ処理が完了した後、二酸化ケイ素の障壁層は除去され、つ工−ハは次に再びフォトレジストパターンで被覆され、電極区域を画成する。

典型的にはアルミニウムである金属が次にウェーハ上へ蒸発され、その後の処理は電極が望まれる領域を陰いてフォトレジストを膨潤させ且つ金属をウェーハから持上げる。最後に、ウェーハ表面全体が窒化ケイ素又は類似物の硬い反射防止皮膜で被覆され、チップを保護し且つ配列チップの光出力を高める。ウェーハの裏側は次にランプ仕上げされ、ウェーハ物質の制御された一定の厚さくおよそ３５０ミクロン〕を達成し、また典型的には金又は他の金属の幾つかの層からなるオーミック接触物質がウェーハの下方面へ適用され、ウェーハは次に加熱されて下方ウェーハ面上のオーミック接触を改善する。フォトレジスト物質が次に再び写真平版手段によってウェーハの上方又はダイオード面へ通用され、反射防止皮膜が１ｆ８ｉｉ金属に対して下方へ離れる方へエツチングされて結合パッド区域を画成し、それによってダイオード配列チップは適当な電子付勢手段へ連結される。

ウェーハ上の個々の配列チップを分離するために、ウェーハをのこ引きし且つけかき且つ次にウェーハをけがき線に沿って裂開することを含む種々の方法が採用されることができる。この方法はウェーハの頂部又は底部表面のいずれかをけがきすることによって採用されることができるが、本発明は特に本発明と関連して使用される時に頂部表面をけがきすることを採用する方法に関し、実際に発光部位を画成するウェーハの非常に重要な面に損傷を与える危険を減らす。

ウェーハの適正な裂開を行うために、典型的には倒立台形又はピラミッド形の形状のダイヤモンドけがき先端であるけがき工具が基部物質のエピタキシャル層中へ貫入することが必要である。もしこれかけかき工具をエピタキシャル層の上に重なるウェーハ層を通して貫入させることによって行われるならば、反射防止皮膜又は拡散障壁皮膜を削る危険があり、それにより、配列が組付けられたプリントヘッド配列の長さにわたって同等に離間した発光部位の全てと端と端を接して当接されることができるために最も端のダイオード発光部位に非常に近接していなければならないけがき線に直ぐ隣接した最も端の発光部位に損傷を与える危険がある。また、典型的には窒化ケイ素である反射防止皮膜物質及び障壁層物質は非常に硬いので、物質を通して貫入することはダイヤモンドけがき工具に追加の摩耗を与え、けがき工具がかなり軟質のガリウム・ヒ素又はガリウム・ヒ素・リンの物質とだけ係合するときに必要とするよりもかなり高いけかき圧力を要求する。従って、時には経路又はストリートと称せられる非常に幅狭い真直ぐなけがきチャネルがウェーハの上に横たわる物質を通して設けられ、ガリウム・ヒ素基体又はウェーハの少なくともエピタキシャル層をけがき工具に露出することが以前に提案されており、米国特許第４，７２９，９７１号を参照されたい。用語ｒストリート」で意味されるように、そのようなチャネルは真直ぐであり且つ均一な幅を有し、そのようなチャネル又は経路を画成する区域でウェーハ物質を露出させる上述した写真平版及びエンチング技術を用いることによって先の製作過程で形成されることができる。しかしながら、各配列上の最も端のＬＥＤ部位と配列チップの対応する端との間に必要とされ且つ隣接するダイオード部位の間のけかきチャネルの最大幅を制限する非常に密接した間隔の故に、けがき工具のテーバの付いた形状はけかきチャネルの縁に沿う物質に接触することなく存効な深さの裂開溝をけがきすることを非常に困難にし、それはその物質を削ぎ又は亀裂させ且つそれにより隣接するダイオード部位に損傷を与える重大な危険を生じる。

ｌ肛」ヱ　゛本発明に従えば、上述した問題は、間隔又はスキップけがきとして知られる技術の変形技術であって、対応するダイオード部位の間で連続しているよりはむしろ断続しているけがき線又は溝によって決定される技術を用いることによって、上述した問題は解決される。換言すれば、けがき工具がウェーハを横切って移動する時に、工具は断続的な裂開溝を作るように周期的に上昇され且つ下降される、ダイオード部位間のけかきを回避することによって、このアプローチはけかき作業中にそれらの部位に損傷を与える危険を排除するが、もしけがきチャネルの幅がダイオード部位の間隔までにされるならば、けがき工具はチャネルの縁に遭遇することが依然ありそうである。ウェーハ物質中にけがきされた溝の深さはけかき工具上の圧力によって制御されるので、チャネルの縁とのそのような干渉はけかきされた溝の深さに影響し且つまたげかき工具を横方向に偏向させようとする。従って、本発明は２つのより幅広いけかきチャネルの間に幅狭い連結チャネルを含む裂開チャネルを提供することによってこの問題を克服する０幅狭い連結チャネルはウェーハの破断が上に横たわる千ンブ層に損傷を与えること及びそれによりおそらく隣接するダイオード部位に損傷を与えることを防止する０幅広いけかきチャネルはけがき工具のための隙間を提供するが、これらのチャネルの追加の幅は隣接するダイオード部位に脅威を与えない。それ故、分離されたチップ上で、ウェーハ物質の非常に幅狭いストリップだけが最も端のダイオード部位と裂開されたウェーハ縁との間の裂開チャネル領域で露出されるのに対して、ウェーハ物質の幅広い区域が最も端のダイオード部位のおのおのの側においてチップの裂開された縁に沿ったけがきストリート領域で露出される。

本発明を実施するための種々の手段並びにその他の利点及び新規な特徴は、添付図面を参照した本発明の例示的な好適な実施例の以下の説明から明らかになろう。

図面ｍ幻乙ｌ吸第１図は本発明の好適な実施例に従う製作ウェーハの一部分の大きく拡大した平面図であって、裂開チャネル及び中断されたけかき線によって分離された隣接したＬＥＤ配列チップ領域の端を示し、第２図は第１図の線２−２に沿った更に拡大した断面図であって、配列チップの種々の層と、２つの図示された配列チップ領域の最も端のダイオード部位の間に位置決めされた裂開チャネルのけかきチャネル部分の部分とを示し、第３図は第２図の更に拡大された部分に対応し且つ第１図の線３−３に沿った断面図であって、裂開チャネルのけかきチャネル部分に沿って位置決めされたけかき工具を示し、第４図は第１図に示した製作ウェーハから分離されたＬＥＤ配列チップの端部分の平面図であり、第５図は第１図に対応する図であるが、代替的なけがきパターンを示し、第６図は第１図に対応する図であって、隣接したＬＥＤ配列チップ領域が異なるプロファイルを有し且つ２つの平行な中断したけかき溝でけがきされた幅広い裂開チャネルによって分離された本発明の代替的な好適な実施例に従う製作ウニ第１図はＬＥＤ製作ウェーハの一部分を大きく拡大して例示し、２つのＬＥＤ配列領域１０の対面する端を示し、該配列領域は中央の横列のＬＥＤ部位１２と、対応する電極１４とを含む、後で別々のＬ　Ｅ　Ｄ配列チップに分離される個々の矩形の配列領域は、のこ引きで用いられる水平方向に例示されたストリート又はチャネル１６によって、及びけがき及び次の裂開で用いられる垂直方向に示されたストリート又はけかきチャネル１８によってそれぞれ画成された横列及び縦列にウェーハ上で位置決めされる。

第２図はガリウム・ヒ素基体２２及びエピタキシャル層２４を存する支持ウェーハ２０を含む典型的なＬＥＤ配列チップを例示し、該エピタキシャル層は勾配付エピタキシャル副層２６と一定エビタキシャル副層２８とを含む、勾配付副層２６では、リンの濃度は一定の副層２８の方へ増加しており、一定の副層２８は勾配付エピタキシャル層の隣接した区域におけるリン含有量におよそ等しい一定のリン含有量を有し、この二重副層構造の目的はガリウム・ヒ素基体物質と一定エビタキシャル副層２８のガリウム・ヒ素・リン物質との異なる熱膨張係数の間に徐々の遷移を提供することである。また、エピタキシャル層は、ドープ物質が個々のＬＥＤ部位を画成するために後でエピタキシャル層中に拡散される区域との接合を作るために必要とされる電気的特性を提供するテルルのようなドープ物質を含むように前もって処理される。

前述したように、窒化ケイ素のような拡散障壁物質のパターン化された層３０は開口３２を画成するように支持ウェーハのエピタキシャル面上に付着され、該開口を通して亜鉛のようなドープ物質が一定エビタキシャル層２８中へ拡散されてＬＥＤ部位を画成し、電極１４は個々のＬＥＤ部位が図示しない外部回路構成へ連結されることを可能にするように形成される。窒化ケイ素のような反射防止物質の層３４が次に配列の発光面の上に被覆される。金属の多数の層皮膜が反対側のウェーハ面に適用されてオーミンク接触表面３５を提供し、開口は次に反射防止層を通してエンチングされて電極の結合パッド区域を露出する。開口を拡散障壁層に提供するため及び反射防止皮膜を結合パッド区域から除去するために用いられた同じ処理かのこ引きチャネル１６及びけがきチャネル１８を画成するために採用され、酸チャネルに沿ってエピタキシャル層は接近できる。必要により、同様なチャネルが、裂開加工中に金属皮膜を裂くことを回避するためにけがきチャネルと対向してウェーハの裏面上の金属皮膜に設けられることができる。

大きな半導体ウェーハを処理し且つそれを多くの個々のＬＥＤ配列チップに個別化するよく知られた技術は多くの異なる技術及びチップ構造の変形構造を含むことができ、従って上述され且つ第２図に例示された特別の構造は単に例示として考えられるべきである。

第１図を再び参照すると、例示されたけかきチャネル１日は対応する配列領域の２つの隣接した最も端のＬＥＤ部位の間に幅狭い中央の連結チャネル３６を含む。連結チャネル３６よりもかなり幅広いけかきチャネル３８は、連結チャネルの各端からげかきされた溝４０に沿って対応するのこ引きストリートの方へ外方ヘテーバを付けている。

第３図で、通常のダイヤモンド先端付けかき工具４２は、溝４０の最内方端近くで、即ち溝４０に隣接したテーバ付けかきチャネル３８の最も幅狭い部分近くでけがきチャネル３８に沿って溝４０をけがきする過程において図示されている。

半導体にそのような断続的な溝をけがきするための機械は当業界でよく知られており且つ商業的に入手可能である。同じ尺度で描かれた図２及び図３を比較することによって、けがき工具はそれが遭遇するチャネルの最も幅狭い部分においてチャネル３８の縁から充分な隙間を有するが、工具は幅狭いチャネル３６で同じ深さまで、そのチャネルの縁を破壊することなく、エピタキシャル層をけがきすることができないことは理解されよう。同様に、裂開溝に隣接したけかきチャネルの最も幅狭い部分は、最も端のＬＥＤ部位の間で、それらの部位に損傷を与えずに、同じ幅で延在されることができない。

けがきチャネルの全てが第１図に示したようにけがきされた後、ウェーハはのこストリート又はチャネル１６に沿ってウェーハを通してのこ引きすることによって分離され、その結果できた横列のそれぞれは次にけがきされた裂開溝４０と同一直線状の裂開線に沿って横列を裂開することによって別々のダイオード配列チップに分離される。

支持ウェーハ材料はけかきチャネルがウェーハと共に写真平版マスクを配向する過程で整合される好ましい裂開平面を本来的に有しており、それにより裂開溝と同一直線状の所望の裂開線に沿ったウェーハのその後の裂開を幇助する。それ故、裂開は幅狭い連結チャネル３６の中心に沿って延びるので、チップ層３０及び３４は隣接のダイオード配列部位に損傷を与えることがある裂開過程で破断されない。もし裂開加工中にチップの頂部層を破断することが許容できるならば、連結チャネルは簡単に省略されることができる０種々の機械がウェーハ物質を裂開するために商業的に人手することができ、ウェーハ物質は裂開加工中に接着剤の裏当てシートへ付着されることができるので、その結果できた個々のチップは便利な取扱ができるように一緒に保持される。

配列領域がこのように分離された後、けがきチャネル３６及び３日の部分は第４図に示したように各配列チップの端に位置決めされる。

第５図は第１図と概ね同様であるが、１つだけのけかきされた裂開溝４２が対応した幅広くされたけかきチャネル４４に沿って、ダイオード部位４７の一側部だけにおいて各隣接した対の配列領域４６の対面する端の間に設けられているウェーハ実施例を示す。この実施例は、ウェーハが裂開溝を越えて真直ぐな線に沿って裂開しようとするので、もし対応するのこ引きチャネル４８中で配向する１つだけのそのような溝が適正な裂開を提供するために充分であるならば、各月の配列領域の間に２つの中央で離間した同一直線状のけかきされた溝を採用することが必要でないことを例示している。

第６図に示した本発明の実施例では、縦列の配列領域５２の間のけかきチャネル５０は先に説明したチャネル１８よりもはるかに幅広く、隣接した配列領域はウェーハ部分５４の両側縁に沿って裂開溝５６の２つの中断された線の間のウェーハ物質５４のストリップ又は棒部分を除去することによって分離されることができる。

けがきチャネル５０はけかき工具の幅に対して非常に幅広いが、それにもかかわらずウェーハをけがきすることは前述したのと同じ問題を含む、何故ならば各裂開線は隣接したダイオード部位の間の距離の半分よりも僅かに小さいがいずれの場合にもそれより大きくない距離だけ最も端のダイオード部位から離間され、配列チップが端と端を接して取付けられ、配列組立体のダイオード部位の全てが均一に離間されることを可能にしなければならないからである。最も端のダイオード部位に隣接した中央連結チャネル６０の縁５８から外方へ一様なテーバを付けるよりはむしろ、連結チャネル６２の両端におけるけがきチャネル６４の縁はけかきされた裂開溝５６の場所に対し平行である。先に検討した実施例とのこの相違はけかきチャネルの特別のプロファイルが重要ではないことを示しており、必要な考察は裂開溝をけがきする過程でけがき工具かけかきチャネルの縁に遭遇するのを妨げるために充分な隙間が設けられることと、溝に隣接したけかきチャネルの幅広くされた部分に沿うけがきチャネルの縁が対応するダイオード部位の方へその部位を危険にさらすに充分遠くまで延びないこととである。

本発明はＬＥＤ配列チップを作ることに関連して説明されたが、本発明はダイオード部位が発光部位であるよりはむしろ光検知部位であるダイオード配列チップに等しく適用することができる。

本発明は例示的な好適な実施例と関連して説明されたが、変更及び修正が次の請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲内で可能である。

国際調査報告　。ｒＴ／Ｉ＋。。。／Ｉ’ｌｌ；＋１゜。

１−噌。曖−＾＾−，，Ｎ＠ＰＣＴ／ＵＳ９０１０６４９０国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．複数個のダイオード配列領域を有するウェーハに形成された個々のダイオード配列を分離するための方法であって、ダイオード配列領域のそれぞれはその両側の間に延在する中央横列の均一に離間したダイオード部位を含み、前記領域は前記ウェーハ上で多数の横列及び縦列に配置され、前記ウェーハは前記ダイオード部位を含むエピタキシャル層と該エピタキシャル層の上に横たわる少なくとも１つの追加の層とを設けた基体を含む方法において、隣接した配列領域の対面する端の間で前記配列領域の縦列を分離する裂開線に沿って前記追加の層を通して前記エピタキシャル層を露出するけがきチャネルを前記ウェーハに設け、前記裂開線のそれぞれは前記横列に沿うダイオード部位の間の距離の半分よりも大きくない距離だけ隣接したダイオード領域の最も端のダイオード部位から離間されており、前記けがきチャネルのそれぞれは横列の配列領域の１つの縁から該配列領域の中央の方へ延在するが前記ダイオード部位の手前で終端しており、前記チャネルは前記ダイオード部位まで延びたならばその最も端の部位を侵食する幅を有することと、隣接した対のダイオード配列領域の対面する端の間で対応するけがきチャネル内で裂開線に沿って裂開溝をけがき、該溝が対応するダイオード部位の手前で終端していることと、前記溝の両側で前記隣接した配列領域を分離して前記ウェーハを対応する裂開線に沿って破断することとからなるステップを特徴とする方法。
２．隣接した配列領域をその隣接した横列の間で分離するステップを含む請求項１に記載された方法。
３．前記横列の配列領域を分離する線に沿って前記ウェーハをのこ引きすることによって、前記隣接した配列領域はその隣接した横列の間で分離される請求項２に記載された方法。
４．前記横列の領域配列を分離する線に沿って前記ウェーハをけがき且つ裂開することによって、前記隣接した配列領域はその隣接した横列の間で分離される請求項２に記載された方法。
５．前記けがきチャネルはそれらのほぼ全長にわたって均一な幅を有する請求項１に記載された方法。
６．前記けがきチャネルのそれぞれの幅は前記ダイオード部位の方へ内方へテーパを付けられている請求項１に記載された方法。
７．前記けがきチャネルは隣接した配列領域の最も端のダイオード部位の間に延びる連結チャネルによって結合されている請求項１に記載された方法。
８．２つの同一直線状の中央で離間した裂開溝が対のダイオード配列領域の対面する端の間で対応するけがきチャネル内で前記裂開線に沿ってけがきされている請求項１に記載された方法。
９．複数個のダイオード配列領域（１０、５２）を有するダイオード配列製作ウェーハ（２０）であって、該ダイオード配列領域のそれぞれはその両端の間に延在する均一に離間したダイオード部位（１２、４７）の中央線を含み、前記領域は前記ウェーハ上に多数の横列及び縦列に配置され、前記ウェーハは前記ダイオード部位を含むエピタキシャル層（２４）と該エピタキシャル層の上に横たわる少なくとも１つの追加の層（３０、３４）とを設けた基体（２２）を含むダイオード配列製作ウェーハにおいて、隣接した配列領域の対面する端の間で前記縦列の配列領域を分離する裂開線に沿って前記追加の層を通して前記エピタキシャル層を露出するけがきチャネルを含み、前記裂開線のそれぞれは前記横列に沿ったダイオード部位の間の距離の半分よりも大きくない距離だけ隣接したダイオード配列領域の最も端のダイオード部位から離間されており、前記けがきチャネルは横列の配列領域の緑から延在するが、前記ダイオード部位の手前で終端し、前記チャネルは前記ダイオード部位まで延びたならば隣接した配列領域の最も端の部位を侵食する幅を有することを特徴とするダイオード配列製作ウェーハ。
１０．ダイオード配列チップであって、該チップの両端の間に延在する中央横列の均一に離間したダイオード部位（１２、４７）を有し、前記チップは前記ダイオード部位を含むエピタキシャル層（２４）と該エピタキシャル層の上に横たわる少なくとも１つの層（３０、３４）とを備えた基体（２２）を含み、前記チップの前記端は前記横列に沿って隣接したダイオード部位を分離する距離の二分の一よりも大きくない寸法だけ対応する最も端のダイオード部位から離間されているダイオード配列チップにおいて、前記追加の層は前記基体から前記チップの各端の少なくとも一部分に沿って除去され、前記チップの隣接した端から対応した最も端のダイオード部位を分離する距離と少なくともほぼ同じ位の幅の区域を有する前記エピタキシャル層の露出されたストリップを提供することを特徴とするダイオード配列チップ。