TWI427827B - Manufacturing method of semiconductor light emitting element - Google Patents
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Description
本發明係關於半導體發光元件之製造方法，而更詳細係關於含有III族氮化合物半導體之半導體發光元件之製造方法。
近年，作為半導體發光元件用之材料，III族氮化合物半導體乃受到注目。III族氮化合物半導體係於藍寶石等之基板的上方，經由有機金屬化學氣相沈積法(MOCVD法)或分子束磊晶法(MBE法)等加以成膜。
作為改善使用如此之III族氮化合物半導體的半導體發光元件之光取出效率的方法，提案有降低將光封入於發光元件的內部之現象的方法。如此之光的封入係經由發光元件與其外部的媒體之折射率不同而產生。
例如，對於專利文獻1，係記載有於基板的表面，加工凹凸，使具有與基板不同之折射率的層，埋入於凹凸而使其成長，形成此等凹凸狀之折射率界面之後，於其上方，經由形成層積有含有發光層之半導體結晶層的元件構造之時，賦予使產生在發光層之橫方向的光朝外界之新的構造之發光元件。
另外，對於專利文獻2，係記載有具有於基板背面，設置凹凸，經由將光朝基板側面而使其反射，提昇來自基板側面的光之取出效率之透光性電極的氮化物系化合物半導體發光元件。
另一方面，對於專利文獻3，化合物半導體發光元件晶圓係於基板上，多數的化合物半導體發光元件乃藉由分離區域，規則性且連續性地加以配列，將其晶圓，歷經以雷射法而形成割溝於形成有保護膜的面之分離區域之方法，從藍寶石基板側，壓開其晶圓，分離各個晶片狀之化合物半導體發光元件。
更且，對於專利文獻4，係提案有作為將晶圓分割為各個元件之方法，經由於層積半導體層之晶圓的基板內部，對準集光點而照射雷射光之時，形成改質範圍，經由其改質範圍而形成切斷起點範圍，沿著切斷起點範圍而切斷晶圓之方法。此情況，為了於基板內的特定位置，形成改質範圍，必須正確地對準雷射光的集光點者。
另外，半導體層之膜厚為5μm以上之情況，係了解到半導體層膜厚越厚，因半導體層與基板的熱膨脹係數的不同引起，基板之薄板化後之晶圓的彎曲亦越大(參照專利文獻4)。如此之晶圓的彎曲係經由調整基板背面的表面粗度(Ra)之時，可做某種程度之調整，為了保持基板的平坦性而為有效。
[專利文獻]日本特開2002-280611號公報
[專利文獻2]日本特開2002-368261號公報
[專利文獻3]日本特開2005-109432號公報
[專利文獻4]日本特開2005-333122號公報
但，例如在從基板的背面側照射雷射光的情況，如上述，為了保持基板的平坦性，另外，為了改善半導體元件的光取出效率，經由形成於基板背面之凹凸，背面的表面粗度(Ra)變過大時，正確地配合雷射光的焦光點者變為困難。因此，無法正確地形成改質範圍於晶圓之基板內部，而其結果，有著產生許多晶片的不良品之問題。
本發明之目的係提供可以高產率製造對於光取出效率優越之半導體發光元件之製造方法。
如根據本發明，屬於具有III族氮化合物半導體層之半導體發光元件的製造方法，其中，提供具有：研削具有基板與成膜於基板上之III族氮化合物半導體之層積構造所成之III族氮化合物半導體層的晶圓之基板被研削面的研削工程，和將經由研削工程所研削之基板的被研削面之表面粗度Ra，調整為3nm~25nm之研磨工程，和從經由研磨工程，調整表面粗度Ra之基板的被研削面側，沿著為了分割基板之切斷預定線，經由照射雷射之時，於基板內部設置加工變質部分之雷射加工工程，和經由雷射加工工程，將設置加工變質部分的基板，沿著加工變質部分及切斷預定線進行分割之分割工程者為特徵之半導體發光元件的製造方法。
在此，在適用本發明之半導體發光元件之製造方法，雷射加工工程係於基板的厚度方向，斷續性地設置複數之加工變質部分為佳。
另外，雷射加工工程係從基板的內部之被研削面側，於在厚度方向(2/3)之範圍，設置之加工變質部分為佳。
更且，雷射加工工程係對於基板而言，脈衝照射雷射為佳。
接著，在適用本發明之半導體發光元件之製造方法的分割工程，經由分割基板之時，將基板的分割面作為粗面者為佳。
另外，更加具有從成膜於基板上之III族氮化合物半導體層，沿著切斷預定線，經由照射雷射之時，於基板形成割溝之割溝形成工程者為佳。
另外，在適用本發明之半導體發光元件之製造方法中，更加具有於基板的表面，預先形成複數之凸部之基板加工工程為佳。
更且，更加具有於形成凸部之基板的表面，將III族氮化合物半導體所成之緩衝層，經由濺鍍而形成之緩衝層形成工程為佳。
另外，在適用本發明之半導體發光元件之製造方法中，基板係選自藍寶石或碳化矽者為佳。
更且，晶圓之III族氮化合物半導體層係層積各含有III族氮化合物半導體之n型半導體層，發光層，p型半導體層者為佳。
另外，在適用本發明之半導體發光元件之製造方法中，基板係最大徑乃約100mm以上者為佳。
更且，如根據本發明，提供經由前述半導體發光元件之製造方法所製造之半導體發光元件。
如根據本發明，可以高產率製造對於光取出效率優越之半導體層發光元件。
以下，對於本發明之實施型態加以詳細說明。然而，本發明乃非限定於以下之實施型態者，在其要點範圍內，可進行種種變形之實施。另外，所使用之圖面係為了說明本實施型態的圖，並非表示實際的尺寸之構成。
圖1乃顯示具有III族氮化合物半導體層之半導體發光元件之一例的剖面圖。如圖1所示，半導體發光元件I係具有：於表面形成有複數之凸部102之基板11，和成膜於形成有基板11之複數的凸部102的面上之緩衝層12，和呈埋入複數的凸部102地成膜於緩衝層12上之基底層13，和於基底層13上形成LED構造20之構造。
LED構造20係依序層積n型半導體層14、發光層15及p型半導體層16。構成LED構造20之n型半導體層14係具有n型接觸層14a及n型包覆層14b。發光層15係具有交互層積障壁層15a及井層15b之構造。p型半導體層16係層積有p型包覆層16a及p型接觸層16b。
更且，於p型半導體層16上層積有透明正極17，於其上方形成正極結合區18之同時，於形成於n型半導體層14之n型接觸層14a的露出範圍14d，層積負極19。
基板11係由和III族氮化物化合物半導體不同之材料加以構成。作為構成基板11之材料，係例如可舉出藍寶石、碳化矽(SiC)、矽、氧化鋅、氧化鎂、氧化錳、氧化鋯、氧化錳鋅鐵、氧化鎂鋁、硼化鋯、氧化鎵、氧化銦、氧化鋰鎵、氧化鋰鋁、氧化釹鎵、氧化鑭鍶鋁鉭、氧化鍶鈦、氧化鈦、鉿、鎢、鉬等。此等之中，藍寶石、碳化矽(SiC)為佳，藍寶石乃更佳。
在本實施型態中，如後述，將基板11之被研削面103，經由特定之研削裝置研削之後，再經由研磨裝置加以研磨之時，基板11之厚度係通常為170μm以下，理想為呈成為160μm以下地加以調整。但，基板11的厚度係通常為70μm以上。
更且，在本實施之型態中，基板11之背面的被研削面103之表面粗度Ra乃3nm～25nm、理想為呈成為5nm～20nm地加以調整。
經由將基板11之背面，作為具有上述之範圍的表面粗度Ra之粗面而進行調整之時，基板11之彎曲則降低，保持基板11之平坦性。
另外，經由在被研削面103的光之亂反射，半導體發光元件I之光取出效率則增大。
更且，如後述，於基板11內部形成有改質範圍。因此，在從基板11之被研削面103側照射雷射光時，成為可正確地配合雷射光的焦光點者。
圖2及圖3乃說明形成有複數之凸部102的基板11的圖。如圖2所示，形成於基板11之複數之凸部102係具有特定之最大徑d1
與高度h，呈成為均一之尺寸與均一之形狀地加以形成。本實施形態中，凸部102之形狀乃半球狀。然而，凸部102之形狀係無加以特別限定。
在本實施型態中，凸部102之最大徑d1
乃0.5μm～2μm之範圍。凸部102之高度h乃0.5μm～2μm之範圍。更且，複數之凸部102係於基板11的表面，設置特定之間隔d2
加以配置。在本實施型態中，複數凸部102之間隔d2
乃0.5μm～2μm之範圍。
另外，圖3所示，複數之凸部102係於基板11的表面101S
上，等間隔地加以配置為棋盤格狀。
在本實施型態中，經由於基板11上形成均一形狀之複數之凸部102之時，基板11與基底層13之界面乃成為凹凸形狀。因此，於具有如此構造之基板11的上方，設置LED構造20之半導體發光元件I係經由在界面之光的亂反射，光取出效率則更增大。
緩衝層12係如後述，將具有半導體發光元件之LED構造之化合物半導體層，經由有機金屬化學氣相沈積法(MOCVD)而進行成膜時，作為發揮緩衝機能之薄膜層而設置於基板11上。經由設置緩衝層12之時，成膜於緩衝層12上之基底層13，和更且具有成膜於其上方之LED構造20的化合物半導體層，係成為具有良好之配向性及結晶性的結晶膜。
作為構成緩衝層12之III族氮化合物半導體，係含有Al為佳，而含有III族氮化物之AlN者為更佳。作為構成緩衝層12之材料，如為以一般式AlGaInN所表現之III族氮化物半導體，並無特別加以限定。更加地，做為V族，亦可含有As或P。緩衝層12乃含有Al之組成的情況，作為AlGaN者為佳，而Al的組成乃50%以上為佳。
在本實施型態中，緩衝層12之厚度乃0.01μm～0.5μm。當緩衝層12的後度過薄時，有著無法充分地得到經由緩衝層12緩和基板11與基底層13之晶格常數的不同之效果情況。當緩衝層12的厚度過厚時，有著成膜處理時間變長，生產性下降之傾向。
作為使用於基底層13之材料，係使用含有Ga之III族氮化物(GaN系化合物半導體)，特別是最佳可使用AlGaN、或GaN。在本實施型態之基底層13係作為具有LED構造20之化合物半導體層之基底層而發揮機能。
在本實施型態中，基底層13之膜厚係0.1μm以上、理想為0.5μm以上、更理想為1μm以上。但，基底層13的厚度係通常為10.0μm以下。
如前述，構成LED構造20之n型半導體層14係具有n型接觸層14a及n型包覆層14b。發光層15係具有交互層積障壁層15a及井層15b之構造。p型半導體層16係層積有p型包覆層16a及p型接觸層16b。
作為n型半導體層14之n型接觸層14a，係與基底層13同樣地使用GaN系化合物半導體。另外，基底層13及構成n型接觸層14a之氮化鎵系化合物半導體係理想為同一組成者，而將此等合計的膜厚，設定為0.1μm~20μm，理想為0.5μm~15μm，更理想為1μm~12μm之範圍者。
n型包覆層14b係可經由AlGaN、GaN、GaInN等加以形成者。另外，亦可做為此等之構造的異質接合或進行複數次層積的超晶格構造。對於作為GaInN之情況，係期望作為較發光層15之GaInN之帶隙為大者。n型包覆層14b之膜厚係為5nm~500nm之範圍為佳，更佳者為5nm~100nm之範圍。
發光層15係交互重覆層積由氮化鎵系化合物半導體所成之障壁層15a，和由含有銦之氮化鎵系化合物半導體所成之井層15b所成，且以於n型半導體層14側及p型半導體層16側，配置障壁層15a的順序而層積加以形成。在本實施型態中，發光層15係作為6層之障壁層15a和5層之井層15b乃交互重複而加以層積，於發光層15之最上層及最下層，配置障壁層15a，於各障壁層15a之間，配置井層15b之構成。
作為障壁層15a，係例如，使用較含有銦之氮化鎵系化合物半導體所成之井層15b帶隙能量為大之Alc
Ga1-c
N(0≦c＜0.3)等之氮化鎵系化合物半導體者為最佳。
另外，對於井層15b係做為含有銦之氮化鎵系化合物半導體，例如使用Ga1-s
Ins
N(0＜s＜0.4)等之氮化鎵銦者為佳。
p型半導體層16係由p型包覆層16a及p型接觸層16b加以構成。作為p型包覆層16a，理想為可舉出Ald
Ga1-d
N(0<d≦0.4)之構成。p型包覆層16a之膜厚係為1nm~400nm為佳，更佳者為5nm~100nm。
作為p型接觸層16b，係可舉出至少含有Ale
Ga1-e
N(0≦e<0.5)而成之氮化鎵系化合物半導體層。p型接觸層16b之膜厚雖未特別加以限定，但為10nm~500nm為佳，更佳者為50nm~200nm。
作為構成透明正極17之材料，係例如可舉出ITO(In2
O3
-SnO2
)、AZO(ZnO-Al2
O3
)、IZO(In2
O3
-ZnO)、GZO(ZnO-Ga2
O3
)等之以往公知的材料。另外，透明正極17的構造係並無特別加以限定，而可使用以往公知的構造。透明正極17係亦可呈被覆p型半導體層16上之略全面地形成，而亦可形成為格子狀或樹形狀。
作為形成於透明正極17上之電極的正極結合區18，係例如由以往公知之Au、Al、Ni、Cu等之材料加以構成。正極結合區18的構造係並無特別加以限定，而採用以往公知的構造。
正極結合區18之膜厚乃100nm~1000nm之範圍內，而理想為300nm~500nm之範圍內。
如圖1所示，負極19係在於成膜於基板11上之緩衝層12及基底層13的上方，更加成膜之LED構造20(n型半導體層14，發光層15及p型半導體層16)，呈接合於n型半導體層14之n型接觸層14a地加以形成。因此，在形成負極19時係經由去除p型半導體層16、發光層15及n型半導體層14之一部分之時，形成n型接觸層14a之露出範圍14d，於其上方形成負極19。
作為負極19之材料係各種組成及構造的負極則為周知，可無任何限制地使用此等周知的負極，可經由在其技術範圍所知道之慣用手段而加以設置者。
接著，對於適用本實施形態之半導體發光元件的製造方法加以說明。
圖4，圖5，圖6乃說明半導體發光元件之製造工程圖。
如圖4(a)所示，首先，準備藍寶石板10。藍寶石板10之最大徑係通常為約50mm以上，理想係約100mm以上之範圍，更理想為約50mm~約200mm之範圍。厚度乃0.4mm~2mm之範圍為佳。
在本實施型態中，使用(1)具有最大徑約50mm與厚度0.7mm之藍寶石板10、(2)具有最大徑約100mm與厚度1mm之藍寶石板10、(3)具有最大徑約150mm與厚度1.3mm之藍寶石板10。
接著，如圖4(b)所示，加工於藍寶石板10之表面，形成有具有均一形狀之複數之凸部102的基板11(基板加工工程)。在基板11之加工中，進行形成規定在基板11上之凸部102之平面配置之光罩的圖案化，和使用經由圖案化所形成之光罩而蝕刻基板11，形成凸部102之蝕刻。圖案化係可由一般的光微影法而進行。蝕刻係理想為使用乾蝕刻法。
然而，作為形成凸部102之方法係無限定於上述之蝕刻法。例如，亦可將於藍寶石板10成為凸部102之材料，經由濺鍍法、蒸鍍法、CVD法等而使其層積之時，形成凸部。此情況，作為成為凸部102之材料，係使用具有與藍寶石板10材料略同等之折射率的材料為佳，例如可使用Al2
O3
、SiN、SiO2
等。
接著，如圖4(c)所示，於基板11之表面101s上方，形成III族氮化物半導體所成之緩衝層12(緩衝層形成工程)。在本實施型態中，緩衝層12係理想為經由濺鍍法而形成III族氮化物半導體者。經由濺鍍法而形成緩衝層12之情況，將處理室內之氮素原料與非活性氣體的流量比，作為氮素原料成為50%~100%，理想為成為75%者為佳。
另外，經由濺鍍法而形成具有柱狀結晶(多結晶)之緩衝層12之情況，將處理室內之氮素原料與非活性氣體的流量比，作為氮素原料成為1%~50%，理想為成為25%者為佳。由此，將V族元素作為氮素，將在令緩衝層12成膜時之氣體中的氮素之氣體分率，作為50%~99%以下之範圍同時，將緩衝層12作為單結晶組織而形成。其結果，在短時間具有良好之結晶性的緩衝層12，作為具有特定向異性之配向膜而成膜於基板11上。更且，成為可於緩衝層12上，效率佳地成長結晶性良好之III族氮化物半導體者。
接著，如圖4(d)所示，在本實施型態中，在形成緩衝層12工程之後，於形成有緩衝層12之基板11的上面上，作為呈埋入凸部102，經由MOCVD法，將III族氮化物半導體所成之基底層13進行成膜。然而，在本實施型態中，基底層13之最大厚度H係凸部102的高度h之2倍以上者為佳。
接著，如圖5(a)所示，於成膜之基底層13上，經由MOCVD法，依序層積n型半導體層14，發光層15及p型半導體層16，形成半導體發光元件晶圓I0
。
作為在以MOCVD法層積基底層13，及n型半導體層14，發光層15及p型半導體層16之情況所使用之載氣，係例如使用氫(H2
)或氮(N3
)；作為III族元素原料之Ga源，使用三甲基鎵(TMG)、三乙基鎵(TEG)；作為Al源，使用三甲基鋁(TMA)、三乙基鋁(TEA)；作為In源，使用三甲基銦(TMI)、三乙基銦(TEI)；作為V族元素源之N源，使用氨(NH3
)、聯氨(N2
H4
)等。
做為摻雜劑係對於n型，作為Si原料，可利用甲矽烷(SiH4
)、乙矽烷(Si2
H6
)；作為Ge源料，使用鍺烷氣體(GeH4
)、四甲基鍺酸((CH3
)4
Ge)、四乙基鍺酸((C2
H5
)4
Ge)等之有機鍺酸化合物；對於p型，作為Mg原料，可利用雙環戊二烯鎂(Cp2
Mg)。
在本實施型態中，經由於基板11，形成基底層13之時，成膜於其上方之III族氮化物半導體所成之n型半導體層14，發光層15，p型半導體層16所成之LED構造20之結晶的結晶性乃成為良好。其結果，得到對於內部量子效率優越，洩漏少之半導體發光元件I。
然而，在LED構造20之中，將基底層13，經由MOCVD法形成之後，將n型接觸層14a及n型包覆層14b之各層，以濺鍍法形成，將其上方之發光層15，以MOCVD法形成，並且將構成p型半導體層16之p型包覆層16a及p型接觸層16b之各層，以反應性濺鍍法形成亦可。
接著，如圖5(b)所示，於基板11上，將緩衝層12，基底層13及LED構造20進行成膜之後，於LED構造20之p型半導體層16上，層積透明正極17，於其上方，形成正極結合區18。接著，蝕刻去除LED構造20之特定位置，使n型半導體層14露出，形成複數之露出範圍14d，於各露出範圍14d，與正極結合區18成對地形成複數之負極19。
在形成負極19時係首先，經由乾蝕刻等之方法而去除形成於基板11上之p型半導體層16、發光層15及n型半導體層14之一部分，形成n型接觸層14a之露出範圍14d。並且，於其露出範圍14d上，例如可從露出範圍14d表面側依序將Ni、Al、Ti、Au之各材料，由以往公知的方法層積，形成4層構造之負極19者。另外，省略負極19之詳細的圖示。
接著，如圖5(c)所示，基板11至成為特定之厚度，將基板11之被研削面103，進行研削及研磨(研削工程、研磨工程)。在本實施型態中，經由約20分鐘程度之研削工程，研削基板11，使基板11之厚度，例如從約1,000μm減少至約120μm。更且，在本實施型態中，持續於研削工程，經由約15分鐘程度之研削工程，使基板11之厚度，例如從約120μm研磨成至約80μm。
在此，在本實施之型態中，經由研削工程、研磨工程，調整基板11的厚度之同時，將基板11之背面的被研削面103之表面粗度Ra，成為3nm～25nm、理想為成為5nm～20nm地加以調整。
將被研削面103之表面粗度Ra，調整為上述之範圍內的方法係並無加以限定。例如，舉出在研削、研磨基板11之被研削面103時，於磨合被研削面103與特定之研削、研磨裝置之研削平台之被研削面的部份，供給研削材或研磨材之方法。此情況，研削材或研磨材的種類係未特別加以限定，而亦可使用市售的漿料型之研削材或研磨材者。
另外，在本實施型態中，表面粗度Ra之測定方法係無加以特別限定。例如，以經由AFM(原子力顯微鏡；Atomic Force Microscope)、SEM(掃描型電子顯微鏡；Scanning Electron Microscope)等之視野角解析的公知方法，作為算數平均粗度Ra所求得。
接著，如圖6(a)所示，從LED構造20，於n型接觸層14a之露出範圍14d，照射雷射L1而形成割溝30(割溝形成工程)。割溝30係如後述，沿著為了分割基板11之切斷預定線，照射雷射L1而形成。割溝30之寬度乃未加以限定。在本實施型態中，割溝30之深度係通常，從基板11之表面6μm以上、理想為10μm以上、更理想為20μm以上。割溝30的深度過小時，切斷面則傾斜切割，有生成不良晶片之傾向。
割溝30之剖面形狀係採用矩形，U字狀，V字狀等之形狀。其中，V字狀或U字狀為理想，V字狀乃特別理想。然而，割溝30之剖面形狀乃V字狀之情況，在分割成晶片狀時，從V字狀之最前端附近產生斷裂，有著不良率降低之傾向。另外，割溝30之剖面形狀係可經由光束徑及焦點位置等之雷射光學系統的控制而控制。
接著，如圖6(b)所示，從經由前述之研磨工程，調整表面粗度Ra之基板11的被研削面103側，沿著為了分割基板11之切斷預定線，照射雷射L2，於基板11之內部，設置加工變質部分(內部斷裂)41，42(雷射加工工程)。在本實施型態中，在雷射加工工程，從基板11的內部之被研削面側，於在厚度方向(2/3)之範圍，斷續性地設置2個之加工變質部分41，42。
另外，加工變質部分41，42係與設置於基板11之割溝30於基板11之厚度方向，形成於略同一之直線上。
在本實施型態中，加工變質部分41，42係指例如經由於藍寶石製之基板11的內部，對準雷射L2之焦光點而照射之時，照射有基板11之雷射L2的部份乃產生融熔、再固化之改質範圍或經由多光子吸收之改質範圍。此情況，亦含有伴隨經由雷射照射之融熔、再固化產生之微小的斷裂之產生。
具體而言，例如，使用隱形雷射加工機(未圖示)，照射準分子激發的脈衝雷射同時，沿著為了分割基板11之切斷預定線，照射雷射L2。此時，使照射於基板11上之雷射L2的焦點變化，在基板11之厚度方向，於複數處設置加工變質部分(在圖6(b)中，2個之加工變質部分41，42)。
作為所使用之雷射係例如可舉出CO2
雷射、YAG(釔鋁石榴石)雷射等。在本實施型態中，使用脈衝照射之雷射者為最佳。在本實施型態中，作為雷射L2之波長係使用266nm或355nm。另外，沿著基板11之切斷預定線，經由間歇性地照射雷射L2(脈衝照射)之時，於基板11的內部，有效地賦予損傷，使其部分，變換為揮散或強度性弱之材質。此情況，將脈衝周期，作為10～40Hz之範圍內者為佳。
接著，如圖6(c)所示，將基板11沿著加工變質部分41，42切斷，分割成複數之晶片(分割工程)。具體而言，例如經由使用碎裂裝置(未圖示)，呈沿著割溝30及加工變質部分41，42地按壓刀刃(未圖示)之時，沿著加工變質部分41，42而壓割基板11，分割成複數之晶片。
在本實施型態中，在分割工程，沿著割溝30及加工變質部分41，42，將基板11切斷成個個發光元件單位之晶片。並且，將加工變質部分41，42作為起點，於基板11使龜裂產生之同時，半導體發光元件晶圓I0
(參照圖5(a))係分割成個個晶片狀態之半導體發光元件I。
此時，對於分割後之基板11的分割面(端面11a)，係存在有殘存加工變質部分41，42之至少一部分的範圍，和在切斷基板11時，不規則地殘存產生於分割面(端面11a)之龜裂痕的範圍，分割面(端面11a)之略全面則成為粗面。
如此，當將基板11之分割面(端面11a)作為粗面而形成時，分割面(端面11a)之表面積則增加。如此，射入於基板11的光則效率佳地射出於外部。當使用將分割面(端面11a)作為粗面而形成之基板11時，成為可製造對於光取出效率優越之半導體發光元件I。
在本實施型態，III族氮化物半導體發光元件係通常，於基板11上，將LED構造20進行成膜，接著，將基板11之被研削面103，經由研削、研磨處理而調整為特定之厚度，之後切斷成適當的尺寸，得到作為具有特定厚度之基板11的半導體發光元件晶片。
在本實施型態中，因半導體層與基板之熱膨脹係數的不同引起，亦對於基板之薄板化後之晶圓的彎曲造成影響。特別是，含有發光層之半導體層的膜厚為5μm以上之情況，半導體層膜厚越厚，彎曲則越大，對於之後之雷射加工工程亦帶來不良影響。
但如根據適用本實施型態之半導體發光元件之製造方法，在研磨工程，經由將在研削工程所研削之基板的被研削面之表面粗度Ra，調整為3nm~25nm之時，保持在雷射加工工程之基板的平坦性。
如此之效果係基板，例如藍寶石基板之最大徑則越大越特別。在本實施型態中，最大徑乃以約50mm＜約100mm＜約150mm的順序特別有效。
如上述，適用本實施型態之半導體發光元件I係例如，作為組合此與螢光體而成的燈所使用。組合半導體發光元件I與螢光體的燈，係可經由該業者周知的手段而作為該業者周知的構成者。另外，採用經由組合III族氮化物半導體發光元件與螢光體之時，改變發光色之技術。另外，做為燈的例係可舉出一般用途之砲彈型、手機之背光用途的側視型，使用於顯示器之前視型等，並使用於複數之用途。
10．．．藍寶石板
11．．．基板
11a．．．分割面(端面)
12．．．緩衝層
13．．．基底層
14．．．n型半導體層
15．．．發光層
16．．．p型半導體層
17．．．透明正極
18．．．正極結合區
19．．．負極
20．．．LED構造
30．．．割溝
41，42．．．加工變質部分(內部斷裂)
102．．．凸部
103．．．被研削面
I．．．半導體發光元件
圖1乃顯示具有III族氮化合物半導體層之半導體發光元件之一例的剖面圖。
圖2乃說明形成有複數之凸部的基板的圖。
圖3乃說明形成有複數之凸部的基板的圖。
圖4乃說明半導體發光元件之製造工程圖。
圖5乃說明半導體發光元件之製造工程圖。
圖6乃說明半導體發光元件之製造工程圖。
11．．．基板
11a．．．分割面(端面)
12．．．緩衝層
13．．．基底層
14．．．n型半導體層
15．．．發光層
16．．．p型半導體層
17．．．透明正極
18．．．正極結合區
19．．．負極
20．．．LED構造
30．．．割溝
41，42．．．加工變質部分(內部斷裂)
103．．．被研削面
L1．．．照射雷射
L2．．．照射雷射
Claims (11)
- 一種半導體發光元件之製造方法，屬於具有III族氮化合物半導體層之半導體發光元件的製造方法，其特徵乃具有：研削具有基板與成膜於該基板上之III族氮化合物半導體之層積構造所成之III族氮化合物半導體層的晶圓之該基板被研削面的研削工程，和將經由前述研削工程所研削之前述基板的前述被研削面之表面粗度Ra，調整為3nm~25nm之研磨工程，和從經由前述研磨工程，調整前述表面粗度Ra之前述基板的前述被研削面側，沿著為了分割該基板之切斷預定線，經由照射雷射之時，於該基板內部設置加工變質部分之雷射加工工程，和經由前述雷射加工工程，將設置前述加工變質部分的前述基板，沿著該加工變質部分及前述切斷預定線進行分割之分割工程，前述雷射加工工程係於前述基板的厚度方向，斷續性地設置複數之前述加工變質部分者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光元件之製造方法，其中，前述雷射加工工程係從前述基板的內部之前述被研削面側，於在厚度方向(2/3)之範圍，設置前述加工變質部分者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光元件之製造方法，其中，前述雷射加工工程係對於前述基板而 言，脈衝照射前述雷射者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光元件之製造方法，其中，在前述分割工程中，經由分割前述基板，將該基板的分割面作為粗面者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光元件之製造方法，其中，更加具有從成膜於前述基板上之前述III族氮化合物半導體層側，沿著前述切斷預定線，經由照射雷射之時，於該基板形成割溝之割溝形成工程者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光元件之製造方法，其中，更加具有於前述基板的表面，預先形成複數之凸部之基板加工工程者。
- 如申請專利範圍第6項記載之半導體發光元件之製造方法，其中，更加具有於形成前述凸部之前述基板的前述表面，將III族氮化合物半導體所成之緩衝層，經由濺鍍而形成之緩衝層形成工程者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光元件之製造方法，其中，前述基板係選自藍寶石或碳化矽者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光元件之製造方法，其中，前述晶圓之前述III族氮化合物半導體層係層積各含有III族氮化合物半導體之n型半導體層，發光層，p型半導體層者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光元件之製造方法，其中，前述基板係最大徑乃約100mm以上者。
- 一種半導體發光元件，其特徵乃經由如申請專利範圍第1項記載之半導體發光元件之製造方法所製造者。
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