JPH11289107A - 角形エピタキシャルウェハ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 品質を向上させることができると共に、デバ
イス製造工程における加工性，及び取扱性を向上させる
ことができる角形エピタキシャルウェハを提供する。 【解決手段】外周を研削加工により整形し、各辺の方向
を＜１１０＞劈開方向と一致させた。外周は、研削加工
により面取りされた構成を有する。また、外周は各辺の
劈開方向に対する角度が０〜９０度である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）等に用いられる角形エピタキシャルウェハに関
し、特に、品質の低下を防ぐと共に、デバイス製造工程
における加工性，及び取扱性を向上させた角形エピタキ
シャルウェハに関する。

【０００２】

【従来の技術】赤色から赤外領域までの発光ダイオード
に用いられるエピタキシャルウェハとして、例えば、Ｇ
ａＡｓよりなる半導体基板上にＡｌＧａＡｓよりなるエ
ピタキシャル成長層を液相成長法（ＬＰＥ）によるｐｎ
接合、つまり、シングルヘテロ（ＳＨ）接合，又はダブ
ルヘテロ（ＤＨ）接合によって形成して製造されるもの
がある。

【０００３】この種のエピタキシャルウェハの製造に用
いる半導体基板は、一般に横型ボート法により製造した
Ｄ形又は台形の単結晶インゴットから得られる。すなわ
ち、この単結晶インゴットをそのまま薄くスライスする
と、Ｄ形又は台形の半導体基板が得られ、また、予め単
結晶インゴットの外形をＤ形又は台形に研削した後、ス
ライスしたり、スライス後のＤ形又は台形の半導体基板
の外形を加工することにより円形や角形の半導体基板が
得られる。このように半導体基板に種々の形状があるの
は、エピタキシャル成長後に行うデバイス製造工程にお
けるエピタキシャルウェハの加工，取り扱い上の制約の
組み合わせが多々あるためである。

【０００４】円形のエピタキシャルウェハの場合、加工
性，取扱性に優れるという利点を有するが、半導体基板
作成時にロスが多いのに加え、エピタキシャル成長後に
外形研削等により円形に整形してウェハ周縁部の異常成
長部分を除去するため、材料のロスが極めて多くなり、
コストアップになるという問題がある。

【０００５】また、Ｄ形又は台形のエピタキシャルウェ
ハの場合、材料のロスが少ないことや、デバイスが形成
されたエピタキシャルウェハのプローブ検査におけるタ
クトタイムが短縮できるなどの利点を有しているが、定
形でないため、電極蒸着やダイシング等のデバイス製造
工程においてエピタキシャルウェハを自動的に搬送し、
真空吸着する際の取扱性が悪いという問題がある。

【０００６】更に、角形のエピタキシャルウェハの場
合、Ｄ形又は台形のエピタキシャルウェハと同様、材料
のロスが少ないことや、デバイスが形成されたエピタキ
シャルウェハのプローブ検査におけるタクトタイムが短
縮できるなどの利点を有しているが、例えば、ＧａＡｓ
よりなる半導体基板上にＡｌＧａＡｓよりなるエピタキ
シャル成長層を形成すると、ＧａＡｓとＡｌＧａＡｓの
格子定数の違いにより発生する反りが円形のものより顕
著になるという問題がある。すなわち、面方向の応力の
逃げ方にばらつきがあるため、円形のウェハに比較して
正味の反りが大きく現れる。具体的には、一方の対角線
上にある角部が下向きに、また、他方の対角線上にある
角部が上向きになって鞍のように大きく沿ってしまう。
ここでの正味の反りとは、鞍型に沿った角形のエピタキ
シャルウェハを平面に３つの角部で支持したときの残り
の角部に平面に対する高さを意味しており、実際には数
ｍｍ程度に達する。このような反りがあると、割れが発
生し易いため、ウェハ加工時の取り扱いを慎重に行わな
ければならない。

【０００７】このように、エピタキシャルウェハは、前
述した利点，欠点を考慮しながらデバイス製造時の制
約，用途，生産数量に応じて丸形，Ｄ形又は台形，角形
から適切な形状のものが選択される。

【０００８】前述したように、材料ロスが少なく、プロ
ーブ検査のタクトタイムを短縮できる利点を有する従来
の角形のエピタキシャルウェハは、例えば、エピタキシ
ャル成長層の劈開方向がウェハ表面に対して垂直方向に
向くように設定され、半導体結晶の劈開性を利用し、エ
ピタキシャル成長後に周辺を劈開方向に沿って割ること
により角形形状に整形して構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の角形エ
ピタキシャルウェハによると、エピタキシャル成長後に
周辺を劈開方向に沿って割ることにより角形に整形して
構成されているため、整形時に前述した反りや内部応力
によって所定の位置以外の所から割れてしまうことがあ
り、品質の低下を招く。また、劈開面がウェハ表面に対
して垂直なため、チッピングや欠けが発生し易く、それ
らに起因して割れることがある。更に、デバイス製造工
程では、角形のエピタキシャルウェハの辺に平行にデバ
イスを作成することが一般的であり、ダイシング溝も劈
開方向と平行に形成されるため、工程途中に割れる恐れ
がある。

【００１０】従って、本発明の目的は品質を向上させる
ことができる角形エピタキシャルウェハを提供すること
である。

【００１１】本発明の他の目的はデバイス製造工程にお
ける加工性，及び取扱性を向上させることができる角形
エピタキシャルウェハを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、半導体基板上にエピタキシャル成長層を有
し、外周が角形に整形された角形エピタキシャルウェハ
において、前記外周は研削加工により前記角形に整形さ
れた構成を有したエピタキシャルウェハを提供するもの
である。

【００１３】前記外周は、各辺の方向が＜１１０＞劈開
方向と一致した構成を有することが好ましい。

【００１４】前記外周は、前記研削加工により面取りさ
れた構成を有することが好ましい。

【００１５】前記外周は、各辺の＜１１０＞劈開方向に
対する角度が０〜９０度である構成であることが好まし
い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の角形エピタキシャ
ルウェハを添付図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１７】図１の(a),(b) は本発明の第１の実施の形
態に係る角形エピタキシャルウェハ１を示し、(a) は全
体平面図、(b) は端部側面断面図である。この角形エピ
タキシャルウェハ１は、発光ピーク波長が６６０ｎｍの
発光ダイオード用のもので、ＧａＡｓよりなる半導体基
板２上に、ＡｌＧａＡｓよりなる第１及び第２のエピタ
キシャル層３Ａ，３Ｂを液相成長法によってｐｎ接合層
として形成し、各辺の方向が＜１１０＞劈開方向と一致
するように外周を機械加工により外形研削することによ
り縦４６ｍｍ，横４６ｍｍの角形に整形して構成されて
いる。

【００１８】このような構成を有する角形エピタキシャ
ルウェハ１では、外周を機械加工により外形研削して整
形されているため、半導体基板１と第１及び第２のエピ
タキシャル層３Ａ，３Ｂの格子定数の違いに基づく反り
があったとしても、整形時に所定位置以外の所から割れ
ることがなく、品質の低下を招く恐れがない。

【００１９】一方、上記の角形エピタキシャルウェハ１
をデバイス製造工程に流したところ、劈開方向に沿って
割ることにより角形に整形した同一形状品と比較して、
割れの発生率が約１０％低減した。これは各辺の方向を
＜１１０＞劈開方向と一致させたためである。

【００２０】図２の(a),(b) は本発明の第２の実施の形
態に係る角形エピタキシャルウェハ１を示す。この実施
に形態の角形エピタキシャルウェハ１は、第１の実施の
形態の構成において、各辺の端面を面取りするように外
周を機械加工により外形研削して構成されている。

【００２１】この角形エピタキシャルウェハ１をデバイ
ス製造工程に流したところ、劈開方向に沿って割ること
により角形に整形した同一形状品と比較して、割れの発
生率が約２５％低減した。

【００２２】図３の(a),(b) は本発明の第３の実施の形
態に係る角形エピタキシャルウェハ１を示す。この実施
の形態の角形エピタキシャルウェハ１は、第１の実施の
形態の構成において、各辺の＜１１０＞劈開方向に対す
る角度θが４５度をなし、各辺の端面を面取りするよう
に外周を機械加工により外形研削して構成されている。

【００２３】この角形エピタキシャルウェハ１をデバイ
ス製造工程に流したところ、劈開方向に沿って割ること
により角形に整形した同一形状品と比較して、割れの発
生率が約５０％低減した。

【００２４】このように本発明の実施の形態に係る角形
エピタキシャルウェハは、角形の場合に問題であった整
形時に品質の低下、及びデバイス製造工程での割れの発
生を抑制することができ、加工性・取扱性を向上させる
ことができる。

【００２５】なお、上記の実施の形態では、ＧａＡｓ基
板とＡｌＧａＡｓの材料の組み合わせからなる発光ダイ
オード用のエピタキシャルウェハを主体としているが、
言うまでもなく、格子定数と熱膨張係数が異なる他の材
料を組み合わせた角形エピタキシャルウェハ等にも適用
することができる。また、上述したエピタキシャルウェ
ハの反りは基板及びエピタキシャル成長層の各材料間の
格子定数や熱膨張係数の違いに起因して発生するもので
あり、液相成長法以外のエピタキシャル成長方法（例え
ば、有機金属気相成長法等）により製造される角形エピ
タキシャルウェハに対しても本発明は有効である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の角形エピタ
キシャルウェハによると、外周を研削加工により整形
し、各辺の方向を＜１１０＞劈開方向と一致させたた
め、品質を向上させることができると共に、デバイス製
造工程における加工性，及び取扱性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る角形エピタキ
シャルウェハを示し、(a) は全体平面図、(b) は端部側
面断面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る角形エピタキ
シャルウェハを示し、(a) は全体平面図、(b) は端部側
面断面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る角形エピタキ
シャルウェハを示し、(a) は全体平面図、(b) は端部側
面断面図。

【符号の説明】

１ 角形エピタキシャルウェハ ２ 半導体基板 ３Ａ 第１のエピタキシャル層 ３Ｂ 第２のエピタキシャル層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上にエピタキシャル成長層を
   有し、外周が角形に整形された角形エピタキシャルウェ
   ハにおいて、 前記外周は研削加工により前記角形に整形された構成を
   有することを特徴とする角形エピタキシャルウェハ。
2. 【請求項２】 前記外周は、各辺の方向が＜１１０＞劈
   開方向と一致した構成を有する請求項１記載の角形エピ
   タキシャルウェハ。
3. 【請求項３】 前記外周は、前記研削加工により面取り
   された構成を有する請求項１記載の角形エピタキシャル
   ウェハ。
4. 【請求項４】 前記外周は、各辺の＜１１０＞劈開方向
   に対する角度が０〜９０度である構成の請求項１記載の
   角形エピタキシャルウェハ。