JPH09235197A - 単結晶サファイア基板及び単結晶サファイアの分割方法及び単結晶サファイア体 - Google Patents
単結晶サファイア基板及び単結晶サファイアの分割方法及び単結晶サファイア体Info
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Abstract
精度に分割し、滑らかな分割面を得る。 【解決手段】単結晶サファイア基板10をR面に沿って
劈開し、分割する。
Description
長用、電子部品用、構造部品用等の単結晶サファイア基
板、及びこの単結晶サファイアの加工方法、及びこの加
工方法により得られる単結晶サファイア体に関する。
晶体であり、透明、高硬度で、極めて滑らかな面が得ら
れることから、さまざまな用途に利用されている。
中に浸漬した種子結晶を成長させながら引き上げること
によって製造するため、複雑な形状に製造することがで
きず、引き上げ後に所定形状となるように加工すること
が行われている。
ては、ダイヤモンド砥石やダイヤモンド砥粒等を用いた
機械加工、エッチング現象を利用した腐食加工、または
ダイヤモンドペンを使ってマイクロクラックを発生さ
せ、これを成長させて破断する破断加工が行われてい
る。
な加工方法では、短時間でしかも滑らかな表面を得られ
るような加工を行うことができなかった。
った機械加工では、加工時間が長く、加工コストが高く
なるという問題点があった。
ァイア表面を平滑な面にすることができるが、1mmの
加工に10時間程度と加工時間が長いだけでなく、サブ
ミクロン単位の平滑面を得る事はできなかった。
方法では、加工時間は短く、特別な加工機械・設備を使
わないが、加工する位置の精度が悪く、また平滑面を得
る事は困難であった。
膜を成長させ、パターンを形成した後にチップ状に分割
しようとした場合、精度良く分割することができず、歩
留を低下させているといった問題があった。また、上記
半導体薄膜を成長させてレーザダイオード等とする場合
は、分割面にサブミクロンの精密さを必要とするが、上
記の加工方法では、この精度を得ることはできなかっ
た。
示すように、単結晶サファイア基板をそのC軸<000
1>と平行に劈開して分割することが提案されている
が、この方法でも高精度に滑らかな面を得られるような
分割はできなかった。
し、短時間で、精度良く、滑らかな表面を得られる単結
晶サファイアの分割方法、及びそれに適した単結晶サフ
ァイア基板を得ることを目的とする。
イア基板にR面と平行または垂直な基準面を備えたこと
を特徴とする。
ておけば、この基準面と平行又は垂直な方向にR面が存
在することになり、後述するように単結晶サファイアは
R面に沿って劈開すると高精度に分割できることから、
容易に効率良く加工できる基板とすることができる。な
お、上記基準面がR面と平行または垂直とは、基準面が
R面と完全に平行または垂直な方位から±10°以内、
好ましくは±2°以内の範囲内にあることを言う。
に沿って劈開する工程から分割することを特徴とする。
りA面、C面、R面の3つの代表的な面が存在するが、
このうち特にR面(1−102)が他の結晶面に比べて
破断しやすく、このR面に沿って劈開すると、容易に高
精度の分割が可能で、滑らかな分割面が得られることを
見出した。
は、ダイヤモンドペン等にて、単結晶サファイアの表面
にR面に沿った方向クラックを発生させ、外部応力にて
クラックを成長させながら分割することによって、極め
て平滑で鋭利な分割面を得る事ができる。
少なくとも一部にR面に沿って劈開した滑らかな面を有
する単結晶サファイア体を得ることを特徴とする。
品用素子、あるいは刃物等の構造用部品に利用する事に
より、高性能の製品を得ることができる。
る。
て説明する。図1に示すように単結晶サファイアは六方
晶系であり、その中心軸をなすC軸とこれに垂直なC面
(0001)、C軸から三方へ放射状に伸びるA軸(a
1 軸、a2 軸、a3 軸)とそれぞれに垂直なA面(11
−20)、C軸に対して一定角度を有するR面(1−1
02)とこれに垂直なR軸が存在する。なお、これらの
面や軸の方向については、X線回折により分析すること
ができる。
単結晶サファイア基板10は、引上軸がM軸<1−10
0>となるようにEFG法によって育成を行った後、研
削研磨加工したものであり、直径50mm、厚さ0.4
25mmの円板状で周囲の一部に基準面12を成すオリ
エンテーションフラットを形成したものである。この単
結晶サファイア基板10の主面11はA面(11−2
0)とし、基準面12はR軸と平行、即ちR面(1−1
02)と垂直な方向としてある。そのため、C軸はこの
基準面12と57.617°の角度を成す方向となる。
場合は、ダイヤモンドペンを用いて、C軸と32.38
3゜の角度をなす方向、即ち基準面12と垂直な方向に
クラック線13を引き、微少なクラックを発生させる。
ここで、基準面12はR軸方向であることから、これと
垂直なクラック線13の方位は、R面(1−102)に
沿った方向となる。なお、クラック線13の方向とR面
との方位精度は±10°以下、望ましくは±5°以内が
良い。
イア基板10に、図2(B)に示すようにクラック線1
3を広げる方向に曲げ応力を加えていくと、厚み方向に
クラック線13が成長し、単結晶サファイア基板10は
R面に沿って劈開して分割されることになる。このよう
にしてR面に沿って劈開することにより、容易に分割で
きるとともに、分割面は原子レベルで整列した状態とな
ることから、容易にサブミクロン単位の直線性・平滑性
を持った分割面を得ることができる。実際にR面に沿っ
て劈開した分割面の表面粗さ(Ra)を測定したとこ
ろ、分割時の条件によっては10Å以下程度の極めて滑
らかな面を得ることができた。
ンドペンにより形成するクラック線13は、単結晶サフ
ァイア基板10の端部(端から5〜20mmの領域)に
のみ行うこともできる。このようにすれば、ダイヤモン
ドペンにより単結晶サファイア基板10の損傷する部分
を少しでも小さくし、分割後のチップの歩留りを上げる
ことができる。
ック線13を形成した単結晶サファイア基板10に、厚
み方向及び進行方向にクラック線13が成長するように
曲げ応力を加えれば、単結晶サファイア基板10をR面
に沿って劈開し、分割することができ、サブミクロン単
位の直線性・平滑性を持った分割面を得ることができ
る。
0は、角型であり、主面11をA面とし、一つの基準面
12aはR面と平行に、他方の基準面12bはR面と垂
直に形成してある。したがって、基準面12aと平行な
方向にクラック線を形成し、このクラック線を成長させ
るように曲げ応力を加えれば、R面に沿って劈開し、分
割することができる。このように、R面と平行又は垂直
な基準面12a、12bを有する角型の単結晶サファイ
ア基板10は、その面積を効率的に利用することができ
る。
0は、角型であり、主面11をC面とし、基準面12を
R面に垂直としてある。したがって、この基準面12と
垂直な方向にクラック線13を形成し、応力を加えれば
R面に沿って劈開し、分割することができる。なお、こ
の場合、図に示すように劈開されるR面が主面11と5
7.617°の角度を成すため、厚み方向には斜めに分
割されることになる。そのため、分割面にはシャープエ
ッジが形成されることとなり、刃物やテープクリーナ等
として利用することができる。
に、R面と垂直又は平行な基準面12を形成しておくこ
とによって、容易にR面の方向を確認することができ
る。そして、この基準面12から垂直又は平行な方向に
クラック線13を形成し、破断すればR面に沿って劈開
できることから、単結晶サファイア基板10を複数に分
割する際に効率的な分割を行うことができる。
と垂直又は平行にするとは、R面(1−102)に対し
て基準面12が完全に垂直又は平行な位置から±10°
以内、好ましくは±2°以内の範囲内にあることを言
う。
を形成する主面11は、A面やC面とする必要はなくど
のような面方位としても良いが、表面粗さ(Ra)0.
1μm以下の鏡面とすることが好ましい。この理由は、
主面11が研削加工後のような粗い面であると、マイク
ロクラックが無数に存在しているため、形成したクラッ
ク線13の成長の妨げとなるからである。
は、レーザ光照射等による熱応力を誘導していくことに
よってでも良い。
R面に沿って劈開し分割することによって、得られたサ
ファイア体はその一部に滑らかなR面を有していること
となり、これはさまざまな分野で利用することができ
る。
膜を形成した後、分割することによって、多数個取りの
手法により効率的に製造できる。
にSiを成膜してSOS(SILICON ON SA
PPHIRE)デバイスとしたり、SiCやGaN等の
半導体薄膜を形成してLEDやLD等の発光デバイスと
したり、ZnOやAlN等の圧電薄膜を形成してSAW
フィルターとしたり、TiSrO3 等の超伝導薄膜を形
成したり、HgCdTe等の薄膜を形成することができ
る。また、HIC(HYBRID IC)用の基板にも
応用できる。
形成した後、チップ状の半導体・電子部品に分割する際
に、R面の劈開を利用した本発明の分割方法を使用する
ことにより、単結晶サファイア基板10の分割を、すば
やく、高精度に行う事ができる。また分割面は高精度で
滑らかな面となることから高性能の半導体・電子部品等
を得ることができる。さらに、予め単結晶サファイア基
板10の基準面12をR面に垂直又は平行な方向として
おくことにより、効率良い切断加工を行うことができ
る。
な面となることから、構造用部品等としても利用するこ
とができ、分割面のエッジを利用して、刃物やテープク
リーナ等とすることもできる。
ファイア基板にR面と平行または垂直な基準面を備えた
ことによって、分割するR面の方向を容易に識別できる
とともに、単結晶サファイア基板の面積を最大限に利用
した効率的な分割を行うことができる。
をR面に沿って劈開する工程から単結晶サファイアを分
割することによって、簡単な工程で、高精度に分割する
ことができ、しかも滑らかな分割面を得ることができ
る。
ア体の少なくとも一部にR面に沿って劈開した滑らかな
面を備えたことによって、半導体・電子部品等、あるい
は刃物等の構造部品等として高性能の製品を提供でき
る。
(A)は平面図、(B)は側面図である。
(A)は平面図、(B)は側面図である。
(A)は平面図、(B)は側面図である。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】周囲の一部にR面と平行または垂直な基準
面を有する単結晶サファイア基板。 - 【請求項2】単結晶サファイアをR面に沿って劈開する
工程からなる単結晶サファイアの分割方法。 - 【請求項3】単結晶サファイアの表面にR面に沿った方
向のクラックを発生させ、このクラックを成長させるよ
うに応力を加えていくことを特徴とする請求項2記載の
単結晶サファイアの分割方法。 - 【請求項4】少なくとも一部にR面に沿って劈開した滑
らかな面を有する単結晶サファイア体。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002329684A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体チップ及びその製造方法 |
JP2004315314A (ja) * | 2003-04-17 | 2004-11-11 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | サファイヤ基板及びその製造方法 |
JP2005047718A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-24 | Kyocera Corp | 半導体素子用単結晶サファイア基板とその製造方法及び半導体発光素子 |
WO2007100038A1 (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Rohm Co., Ltd. | 発光素子及びこの発光素子の製造方法 |
US20100187565A1 (en) * | 2006-04-27 | 2010-07-29 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting element and wafer |
JP2011503888A (ja) * | 2007-11-15 | 2011-01-27 | フライベルガー・コンパウンド・マテリアルズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 単結晶の分割方法 |
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JP2012019143A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Disco Abrasive Syst Ltd | 光デバイスウエーハの分割方法 |
JP2012056009A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Disco Corp | 加工方法 |
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002329684A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体チップ及びその製造方法 |
JP4639520B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2011-02-23 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体チップの製造方法 |
JP2004315314A (ja) * | 2003-04-17 | 2004-11-11 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | サファイヤ基板及びその製造方法 |
JP4630970B2 (ja) * | 2003-04-17 | 2011-02-09 | 並木精密宝石株式会社 | サファイヤ基板及びその製造方法 |
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JP2005047718A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-24 | Kyocera Corp | 半導体素子用単結晶サファイア基板とその製造方法及び半導体発光素子 |
JP2007234908A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Rohm Co Ltd | 発光素子及びこの発光素子の製造方法 |
WO2007100038A1 (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Rohm Co., Ltd. | 発光素子及びこの発光素子の製造方法 |
US20100187565A1 (en) * | 2006-04-27 | 2010-07-29 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting element and wafer |
JP2011503888A (ja) * | 2007-11-15 | 2011-01-27 | フライベルガー・コンパウンド・マテリアルズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 単結晶の分割方法 |
US8008685B2 (en) | 2010-01-11 | 2011-08-30 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device, method of manufacturing light emitting device, light emitting device package, and lighting system |
JP2017038066A (ja) * | 2010-01-19 | 2017-02-16 | シャープ株式会社 | 機能素子およびその製造方法 |
JP2012019143A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Disco Abrasive Syst Ltd | 光デバイスウエーハの分割方法 |
JP2012056009A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Disco Corp | 加工方法 |
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