TWI442462B - Semiconductor light - emitting chip and substrate processing methods - Google Patents

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TWI442462B
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Toyoda Gosei Kk
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Description

半導體發光晶片及基板之加工方法
本發明係有關將形成複數之半導體發光元件的基板，做成薄片(晶片)化之半導體發光晶片及用以薄片(晶片)化之基板之加工方法。
複數形成發光二極體(LED：Light Emitting Diode)或半導體雷射等之半導體發光元件的基板係加以切斷而分割成搭載半導體發光元件之半導體發光晶片(在以下稱為發光晶片)。作為分割成發光晶片之方法，有著將雷射光，以對物透鏡光學系統進行集光，沿著對於基板所想定之切斷預定線而照射至基板內部，比較於照射前形成結晶強度低的改質範圍之稱作隱形切割法的方法。在此方法中，將其改質範圍作為起點，切斷基板而分割成發光晶片。
對於專利文獻1，係記載有將基板切斷成晶片之方法，及為了進行此之裝置。在此的方法係(1)經由雷射或劃片，切塊機等，對於欲切斷之基板，形成成為預先破壞之起點的溝或加工變質層，(2)於成為破壞起點的溝之相反面，前端為銳角之刀片呈接觸地進行調整後，(3)經由賦予衝擊力而將刀片壓入至基板，將基板經由斷裂而切斷之構成。
但將單結晶藍寶石作為基板時，即使經由隱形切割法(在以下稱為雷射加工)而於基板內形成改質範圍，亦有分割後之發光晶片的基板部分側面(切斷面)，對於基板的表面而言傾斜的問題。以下，使用圖1加以說明。
圖1係說明藍寶石單結晶之結晶方位的圖。
藍寶石單結晶係屬於六方晶體之結晶，其中，經由a1軸、a2軸、a3軸、c軸所構成之六角柱的上面(下面)為C面(0001)，側面之所有為M面(1-100)及等價於M面(1-100)的面(M面{1-100})。在以下中，彙整M面及等價於M面的面而稱作M面。並且，垂直於M面(1-100)的方向為[1-100]方向(m軸)。在此，「-」係顯示附上於接著「-」之後的數字上的橫桿。
在a1軸及a2軸，包含各座標“1”的點，平行於c軸的面為A面(11-20)。
並且，將六角柱的上面(下面)之六角形其他頂點，包含隔1個連結的線而平行於c軸之5個面為等價於A面(11-20)的面(A面{11-20})。在以下中，彙整A面及等價於A面的面而稱作A面。並且，垂直於A面(11-20)的方向為[11-20]方向(a軸)。
對於使用藍寶石基板，以劃片法而形成表面形狀為矩形之發光晶片時，例如將發光晶片的1邊做成平行於藍寶石基板之m軸方向，而另一邊做成平行於藍寶石基板之a軸方向地形成劃片溝。
接著，沿著平行於a軸方向的劃片溝而劈開藍寶石基板，形成複數長方形狀之基板。接著，從長方形狀之基板沿著平行於m軸方向之劃片溝而劈開基板，製造表面形狀為矩形之發光晶片。
沿著平行於m軸方向的面而劈開之情況，切斷面則對於基板的表面而言傾斜的頻度為低，基板的切斷面則收在包含切斷預定線所設定之切斷範圍內，未到達至半導體發光元件而可形成複數之長方形狀之基板。在另一方面，平行於前述LED晶片之a軸的方向(劈開容易面)中，切斷面則對於基板的表面而言傾斜加以切割，基板的切斷面則由從包含切斷預定線所設定之切斷範圍露出，到達至半導體發光元件之情況，有著增加半導體發光元件之逆向電流之問題。
以往技術文獻
[專利文獻]
[專利文獻1]　日本特開2004-39931號公報
本發明係有鑑於上述情事所作成之構成，本發明之目的係提供抑制對於半導體發光晶片之基板側面的基板表面而言之傾斜的半導體發光晶片及基板之加工方法。
為了達成前述目的，而本發明係採用以下的構成。即，
(1)一種半導體發光晶片，其中，具備：將藍寶石單結晶之C面作為表面，側面則在對於與藍寶石單結晶之M面等價的面任一者均交叉的面加以構成，包含於該側面，經由雷射照射加以形成之改質範圍之基板，和設置於前述基板的前述表面上之半導體發光元件。
(2)如第(1)項記載之半導體發光晶片，其中，前述半導體發光晶片係表面形狀為平行四邊形。
(3)如第(1)項記載之半導體發光晶片，其中，前述半導體發光晶片係表面形狀為台形。
(4)如第(1)項乃至第(3)項任一項記載之半導體發光晶片，其中，在前述基板的表面，前述側面則對於藍寶石單結晶的M面而言交叉之交叉角為10°以上且20°以下。
(5)一種基板之加工方法，係將藍寶石單結晶之C面作為基板表面，於該表面上形成複數之半導體發光元件之基板之加工方法，其特徵為含有：在對於前述基板的表面而言為垂直的面，且對於與藍寶石單結晶之M面等價的面任一者而言均交叉的面，作為切斷預定面時，呈沿著該切斷預定面，於發光元件部之各邊彼此之間形成分割溝的工程，和於該切斷預定面內，從前述基板之一方的面，將雷射光集光而照射，於該基板的內部形成改質範圍之雷射加工工程，和將前述改質範圍作為起點而切斷前述基板，各自則分割成包含前述半導體發光元件之複數之半導體發光晶片的斷裂工程。
(6)如第(5)項記載之基板之加工方法，其中，前述改質範圍係經由前述雷射光掃描在前述基板之時而加以形成。
(7)如第(5)項或第(6)項記載之基板之加工方法，其中，前述半導體發光晶片係表面形狀為平行四邊形。
(8)如第(5)項或第(6)項記載之基板之加工方法，其中，前述半導體發光晶片係表面形狀為台形。
(9)如第(5)項或第(6)項記載之基板之加工方法，其中，前述半導體發光晶片係呈沿著前述切斷預定面地加以設置之前述分割溝之寬度為10μm以上且30μm以下。
(10)如第(5)項或第(6)項記載之基板之加工方法，其中，前述基板係具備與前述切斷預定面之任一個平行之定向平面。
(11)一種半導體發光晶片，其特徵為經由第(6)項記載之基板之加工方法而加以製造。
經由本發明，可提供抑制基板的側面(切斷面)則對於基板表面而言傾斜之基板之加工方法，及抑制對於基板的側面(切斷面)之基板表面之傾斜，切斷面未到達至發光部，逆向電流小之半導體發光晶片(發光晶片)。
以下參照附加圖面，對於本發明之實施形態詳細地加以說明。
(第1實施形態)
作為設置半導體發光元件之基板之加工方法，首先對於半導體發光元件之製造方法之一例加以說明。
本發明之實施形態之半導體發光元件之製造方法係具有：將平面視形狀為矩形(長方形或正方形)之複數之發光元件部，發光元件部之各邊呈與藍寶石基板的a軸交叉地，於基板上形成為矩陣狀之工程，和於發光元件部之各邊彼此之間，形成分割溝之工程，和沿著前述分割溝而分割前述基板，切割出前述發光元件部的工程。
圖2係為了說明第1實施形態之半導體發光元件之製造方法之一工程的圖，圖2(a)係形成分割溝之時點的晶圓之平面圖、圖2(b)係顯示圖2(a)所示之晶圓的一部分擴大平面圖、圖2(c)係在圖2(b)之IIC-IIC線的剖面圖。然而，在圖2(a)中，為了容易辨識圖面，省略分割溝38a，38b之記載而顯示。圖2(d)係說明發光晶片20的邊，與藍寶石單結晶之結晶方位的關係圖。
然而，在以下之說明所使用的各圖面係為了容易了解特徵，在方便上有擴大成為特徵之部分而顯示之情況，而各構成要素的尺寸比例等則不限於與實際相同。
首先，於基板10之一面(基板表面10a)上，形成III族氮化物半導體之磊晶層37。
作為基板10，係可使用藍寶石單結晶，SiC單結晶等所成之構成。作為基板10而使用藍寶石基板之情況，將C面((0001)面)做為主面(基板表面10a)為佳。基板10之面方位係對於結晶面而言，傾斜角(off angle)亦可為0°，而亦可賦予傾斜角。賦予傾斜角之情況，作為傾斜角而適用1°以下。在本發明中，如此之傾斜角包含所賦予之基板表面，單基板表面10a係稱為C面((0001)面)。
對於基板10之一端，係設置有顯示基板10之結晶方位之定向平面(OF：Orientation Flat)11(OF11)。OF11係形成於藍寶石單結晶之(11-20)面。
於基板10上形成磊晶層37之情況，作為基板10而使用300~1000μm厚度之構成為佳。當基板10之厚度為不足300μm時，磊晶層37之成長的途中，基板10則彎曲之不良情況。另外，超過1000μm之厚度的基板10係在磊晶層37之成長後，對於經由研磨而薄化基板10時需要勞力。
於基板10上形成磊晶層37之情況，於基板10上，藉由緩衝層(略圖示)，和形成於緩衝層上之基底層(略圖示)而形成磊晶層37為佳。在此，作為設置於基板10上之磊晶層37，作為代表例而可舉出III族氮化物半導體所成的層，但本發明係不限定於此。亦適用於III族氮化物半導體以外之材料所成之發光元件或受光元件。
作為本發明之一例的緩衝層係由III族氮化物半導體之單結晶或柱狀結晶之集合體所成，為了緩和基板10與磊晶層37之晶格常數的不同所設置。另外，基底層係III族氮化物半導體所成之構成，基底層之材料係亦可與緩衝層相同或不同。更且另外，基底層係因應必要亦可摻雜Si，Ge及Sn等之n型不純物，但亦可作為未摻雜，而未摻雜在良好的結晶性之維持的點上為佳。
磊晶層37係如圖2(c)所示，具有：含有為了形成n型電極之n型接觸層的n型層32，和成為發光部之發光層33，和含有為了形成p型電極之p型接觸層的p型層34。
n型層32係通常由n接觸層與n包覆層所構成。n接觸層係可兼具n包覆層。
n接觸層係由Alx Ga1-x N層(0≦x＜1、理想為0≦x≦0.5、更佳為0≦x≦0.1)所構成為佳。另外，對於n接觸層係摻雜n型不純物為佳。作為n型不純物係例如可舉出Si，Ge及Sn等，理想可舉出Si及Ge。
對於n接觸層與發光層33之間，係設置n包覆層為佳。n包覆層係可由AlGaN，GaN，GaInN等加以形成。然而，在本說明書中，有著以省略各元素之組成比的形式而記述AlGaN，GaInN之情況。
作為層積於n型層32上之發光層33，係單一量子井構造或多重量子井構造等之發光層33。作為單一量子井構造之井層，係通常使用Ga1-y Iny N(0＜y＜0.4)所成之III族氮化物半導體層。另外，多重量子井構造之發光層33的情況係將前述Ga1-y Iny N作為井層，將較井層能帶隙為大之Alz Ga1-z N(0≦z＜0.3)作為障壁層。對於井層及障壁層，係經由設計而摻雜或未摻雜不純物亦可。
p型層34係通常由p包覆層及p接觸層加以構成。p接觸層係亦可兼具p包覆層。
作為p包覆層係較發光層33之能帶隙為大之組成，如可封入載體於發光層33之構成，並無特別加以限定，但理想為可舉出Alx Ga1-x N(0＜x≦0.4)所成之構成。p包覆層則由如此之AlGaN所成之情況，在封入載體於發光層33的點上而為理想。
p包覆層之p型摻雜濃度係1×1018 ～1×1021 /cm3 為佳、更佳為1×1019 ～1×1020 /cm3 。
p接觸層係由Alx Ga1-x N(0≦x≦0.4)所成為佳。
Al組成為前述範圍時，在良好的結晶性之維持及與p電性電極之良好的電性接觸的點而為佳。另外，p接觸層，係將p型不純物(摻雜劑)，以1×1018 ～1×1021 /cm3 之濃度，理想為5×1019 ～5×1020 /cm3 之濃度含有時，在良好的電性接觸的維持，龜裂發生之防止，良好的結晶性之維持的點上而為理想。作為p型不純物係並無特別加以限定，但例如理想可舉出Mg。
對於將如此之磊晶層37形成於基板10上，係可使用MOCVD法(有機金屬氣相沈積法)，HVPE法(氫化物氣相磊晶法)法，MBE(分子束磊晶成長法)，濺鍍法等之方法。作為特別理想之成長方法，從膜厚控制性，量產性的觀點，可舉出MOCVD法。
經由III族氮化物半導體之MOCVD法的成長之情況，作為載氣而採用氫(H2 )或氮(N2 )、作為III族原料之Ga源而採用三甲基鎵(TMG)或三乙基鎵(TEG)、作為Al源而採用三甲基鋁(TMA)或三乙基鋁(TEA)、作為In源而使用三甲基銦(TMI)或三乙基銦(TEI)、作為V族原料之N源而採用氨(NH3 )，聯胺(N2 H4 )等。另外，作為摻雜劑，對於n型係作為Si原料而使用甲矽烷(SiH4 )或二矽烷(Si2 H6 )，作為Ge原料而使用有機鍺，對於p型係作為Mg原料而使用二茂基鎂(Cp2 Mg)或雙乙基環戊二烯基鎂((EtCp)2 Mg)。
在磊晶層37形成後，於磊晶層37之p型層34上之特定的位置，使用公知的光微影技術及剝離技術，如圖2(c)所示，形成透光性正極35。
作為透光性正極35之材料，係使用選自Au、NiO、ITO(In2 O3 -SnO2 )、AZO(ZnO-Al2 O3 )、IZO(In2 O3 -ZnO)、GZO(ZnO-GeO2 )之至少一種等。另外，作為透光性正極35之構造亦包含以往公知的構造，可無任何限制使用任何構造之構成。
接著，如圖2(c)所示，於透光性正極35上之特定的位置，使用公知的光微影技術而形成正極結合墊片13b。作為正極結合墊片13b而使用Au、Al、Ni及Cu等之各種構造則為周知，此等之周知的材料，可將構造無任何限制使用。
正極結合墊片13b形成後，經由公知的光微影技術及反應性離子蝕刻技術，蝕刻磊晶層37，如圖2(b)所示，形成分割溝38a及38b之同時，於面對分割溝38b之特定位置，將n型層32之n接觸層露出成半圓狀。
然而，作為形成分割溝38a及分割溝38b之手段，除前述蝕刻法以外，亦可無任何限制而使用雷射法，切割法等之周知的手法。
但，作為形成分割溝38a，38b之手段，係使用濕蝕刻及乾蝕刻等之蝕刻方法為佳。例如，如為乾蝕刻，可使用反應性離子蝕刻，離子銑，聚焦光束蝕刻及ECR蝕刻等之手法，如為濕蝕刻，例如可使用硫酸與磷酸之混酸。但於進行蝕刻之前，於氮化鎵系化合物半導體表面，呈成為所期望之晶片形狀地形成特定的光罩。
另外，以雷射法形成分割溝38a，38b之情況，有著污垢飛散而附著於所層積之半導體層之表面，電性特性產生劣化之虞。為了防止此，如形成對於耐熱性優越之光阻劑等之保護膜，於分割溝形成後，與保護膜上之污垢同時洗淨保護膜而除去即可。
另外，在切割法中，擔心有經由刀片的消耗及劣化的加工精確度的不均，但提高此等刀刃的交換等之交換頻率而可提昇加工精確度。
如圖2(a)、(b)所示，將基板10分割成發光晶片20之分割溝38a係於OF11的面，以平行之藍寶石單結晶之[1-100]方向(A面，m軸)與角度(交叉角)α交叉加以設置。並且，分割溝38b係以與OF11的面垂直交叉之方向的[11-20]方向(M面，a軸)與角度(交叉角)β交叉加以設置。另外，分割溝38a，38b係呈交互交叉地加以設置。由此，複數之平面視略長方形狀的發光元件部12則區劃為矩陣狀。另外，將基板10切斷成發光晶片20之切斷預定線21a，21b係呈沿著分割溝38a，38b地加以設置。
分割溝38a，38b之交叉角α(β)係10°以上且20°之範圍為佳。更且，交叉角α(β)為15°更佳。對於此理由，係採用圖2(d)簡單地加以說明。
圖2(d)係說明發光晶片20的邊，與藍寶石單結晶之結晶方位的關係圖，將發光晶片20之表面從c軸方向觀看的圖。在此，顯示將發光晶片20之平面形狀作為正方形。然而，從圖2(a)、(b)了解到，切斷預定面22a，22b係與切斷預定線21a，21b及分割溝38a，38b平行的關係。
對於α=0°(β=0°)之情況，發光晶片20之一方的平行之二邊(切斷預定面22a)則與A面一致，另一方的平行之二邊(切斷預定面22b)則與M面一致。
另外，對於α=30°(β=30°)之情況，發光晶片20之一方的平行之二邊(切斷預定面22a)則與M面一致，另一方的平行之二邊(切斷預定面22b)則與A面一致。因而，於此等之情況，發光晶片20之基板10的側面(切斷面)則對於基板表面10a而言傾斜。
對於此，例如如為α=15°(β=15°)，切斷預定面22a及22b則具有對於A面及M面而言成為最大之15°之角度。
因而，對於抑制發光晶片20之基板10的側面(切斷面)則對於基板表面10a而言傾斜之情況，交叉角α及β為15°為佳。但交叉角α及β如為10°以上且20°之範圍，可抑制發光晶片20之基板10的側面(切斷面)則對於基板表面10a而言傾斜之情況。然而，藍寶石單結晶係六方晶體之故，對於切斷預定面22a與A面之交叉角α及切斷預定面22b與M面之交叉角β而言加算30°的整數倍，即作為α(β)=30°×(n-1)+α0 (β0 )(n係為整數、10°≦α0 、β0 ≦20°)亦為相同。
複數之發光晶片20係如圖2(a)所示，相互地於成為與m軸交叉角α之方向，以ph的間隔(分割間距ph)，而於a軸，成為交叉角β的方向，以pv的間隔(分割間距pv)加以設置。
在本實施形態中，發光晶片20之表面形狀為長方形，例如，長邊的長度ph係400μm，短邊的長度pv係240μm，但長邊及短邊的方向係亦可為任一。另外，發光晶片20係亦可為長邊與短邊為相同長度之正方形。
分割溝38a，38b的寬度n1，n2係未經由發光晶片20之尺寸而在從10μm至30μm之範圍加以設計為佳，而設計成15μm與25μm之間之情況更佳。於分割成10μm以下時，經常發生損傷發光元件部12之不良晶片，製品產率下降。另外，從為30μm以上每一片晶圓可取得之晶片個數變少，從生產性的觀點並不佳。另外，如為前述之範圍內，寬度n1，n2係亦可作為相同寬度，而亦可為不同的寬度。
接著，於所露出之n型層32之n接觸層上，形成負極結合墊片13a。
作為負極結合墊片13a，係使用Ti，Au等之各種組成或構造則為周知，可將此等周知之組成或構造，無任何限制使用，可在此技術領域，以眾知之慣用手段而設置。
然而，在此係省略詳細的說明，但發光元件部12係作為使用透光性正極35之面向上型的LED，但使用反射膜而進行從藍寶石基板側取出光的面向下構造(覆晶構造)的LED亦可。另外，發光元件部12係作為發光二極體，但亦可為半導體雷射。
半導體發光元件形成結束後，研削基板背面10b，薄化基板10之厚度之後，研磨成鏡面。
基板10之厚度係60~300μm，理想為80~250μm，更理想為100~200μm為佳。由將基板10之厚度作為前述範圍者，基板10的分割則變為容易，可效率佳地完美分割基板10。
然而，當基板10之厚度超過300μm時，精確度良好地分割藍寶石等所成之非常硬的基板10之情況則成為困難。另外，當基板10之厚度不足60μm時，因基板10與磊晶層37之間的晶格常數或熱膨脹率之不同引起之彎曲則變為顯著，精確度良好地分割基板10之情況則成為困難。
接著，持續於前述之半導體發光元件之製造，說明將基板10加工成發光晶片20之基板的加工方法。
在本實施形態之基板的加工方法係由經由雷射光的照射而形成(雷射加工)改質範圍23，24(參照後述之圖4)於基板10內之雷射加工工程，和於其之後，將改質範圍23，24作為起點，將基板10切斷成發光晶片20之斷裂工程所成。
說明經由雷射加工而形成改質範圍23，24於基板10內之雷射加工工程。
圖3係說明經由雷射加工，為了將改質範圍23，24形成於基板10內，將基板10貼合於以金屬環16所保持之黏接薄片15的狀態圖。圖3(a)係說明將基板10貼合於以金屬環16所保持之黏接薄片15的狀態的平面圖，圖3(b)係以圖3(a)之IIIB-IIIB線的剖面圖，圖3(c)係以圖3(a)之IIIC-IIIC線的剖面之部分擴大剖面圖。
如圖3(a)及(b)所示，基板10係貼合於以金屬環16所保持之黏接薄片15。
金屬環16係較基板10之直徑為大地加以設定。並且，基板10係於金屬環16之內側，呈未接觸於金屬環16地加以貼合。然而，黏接薄片15係在雷射加工中，與保持基板10同時，防止在持續於雷射加工工程所進行之斷裂工程所切斷之發光晶片20飛散的情況。
在圖3(a)中，基板10係x方向則在圖中呈朝左右地，只旋轉交叉角α。
在圖3(a)所示之基板表面10a中，將OF11之所設置之-y方向的端作為D端部，將與OF11相反側之y方向的端作為U端部，將x方向的端作為L端部，同樣地將-x方向之左側的端作為R端部。並且，將中央部作為C部。更且，在圖3(a)所示之基板表面10a中，將有D端部之基板10之下側稱作D端部側，將有U端部之基板10之上側稱作U端部側，將有L端部之基板10之右側稱作L端部側，將有R端部之基板10之左側稱作R端部側。然而，R端部及L端部係在圖中，左右則成為相反。此係在後述之雷射加工工程中，因基板10表裏相反加以配置之故。
如圖3(c)所示，基板10係形成發光元件部12之基板表面10a側，加以貼合於黏接薄片15。因而，圖3(a)係顯示通過黏接薄片15觀看基板表面10a之狀態。
另外，如圖3(c)所示，從想定於基板10之切斷預定線21a(方便上作為位於基板背面10b上)垂直地延伸於基板表面10a的面係對應於切斷預定線21a之切斷預定面22a。即，發光晶片20之基板10的側面(切斷面)則對於基板表面10a而言，垂直地加以形成為佳。
雖無圖示，對應於與切斷預定線21a垂直交叉之切斷預定線21b，從基板背面10b垂直地延伸於基板表面10a的面則成為切斷預定面22b。
在此，將貼合於保持於金屬環16之黏接薄片15的基板10，稱作基板單元30。
圖4係說明經由雷射加工，形成改質範圍23，24於基板10之內部的方法(雷射加工方法)之圖。圖4(a1)及(a2)係顯示從雷射光45所入射之基板背面10b至距離深的位置(距離d1)，形成改質範圍23之工程。圖4(b1)及(b2)係顯示從雷射光45所入射之基板背面10b至距離淺的位置(距離d2，d2＜d1)，形成改質範圍24之工程。
在以下中，對於於基板10保持於金屬環16之黏接薄片15，貼合基板10之基板單元30，加以設置於吸附台52之後的雷射加工加以說明。
在本實施形態中，雷射光產生部41係將基板背面10b作為“0”(基準面)。並且，沿著基板背面10b之切斷預定線21a，21b，將從基板背面10b集光於距離d1之位置(距離深的位置)之雷射光45進行照射，形成改質範圍23之後，再次沿著基板背面10b之切斷預定線21a，21b，而將集光於較距離d1為距離淺的位置(距離d2)之雷射光45進行照射，形成改質範圍24。即，雷射光產生部41係從基板背面10b(作為基板表面10a亦為相同)至複數之距離，形成改質範圍23，24。
如前述，圖4(a1)及(a2)係顯示從基板背面10b至距離深的位置(距離d1)，形成改質範圍23之工程。圖4(a1)係以圖3(a)之IIIC-IIIC線之剖面圖。對於圖4(a1)係顯示裝置於吸附台52上之金屬環16、黏接薄片15、基板10、形成於基板表面10a之發光元件部12、想定於基板10之切斷預定線21a及切斷預定面22a。然而，對於圖4(a1)係只顯示2個之切斷預定面22a。
另一方面，圖4(a2)係以圖3(a)之IIIB-IIIB線之剖面圖。
如圖4(a1)所示，雷射光45係從基板背面10b所入射，經由光學系統44，在切斷預定面22a中，從基板背面10b集光於距離d1之位置。
並且，如圖4(a2)所示，與對於吸附台52之x方向的移動同時，經由脈衝振盪，雷射光45係於基板10之切斷預定面22a內，重複形成複數之改質範圍23。雷射光45之脈衝振盪頻率數係例如，15,000～300,000Hz、吸附台52之移動速度係100～500mm/sec。
另外，雷射的輸出係1.5～5.0μJ之範圍。
如前述，圖4(b1)及(b2)係顯示從基板背面10b至距離淺的位置(距離d2，d2＜d1)，形成改質範圍24之工程。圖4(b1)係以圖3(a)之IIIC-IIIC線之剖面圖。圖4(b2)係以圖3(a)之IIIB-IIIB線之剖面圖。圖4(b1)及(b2)所示之各剖面係圖4(a1)及(a2)的剖面。因而，如圖4(b1)及(b2)所示，從基板10內之基板背面10b至距離d1的位置，已形成有改質範圍23。
如圖4(b1)所示，雷射光45係從基板背面10b集光於距離d2(d2＜d1)之位置。並且，如圖4(b2)所示，與對於吸附台52之x方向的移動同時，經由脈衝振盪，雷射光45係重複形成複數之改質範圍24。
如以上說明，於想定於基板10之切斷預定面22a內，從基板背面10b(基板表面10a)不同之2個距離之位置，作為呈連結雷射光45之集光點，形成改質範圍23，24。即，對於基板10之切斷預定面22a內，改質範圍23與改質範圍24則遍佈呈2段加以形成。
在圖4中雖無顯示，但在切斷預定面22b亦為相同。在本實施形態中，x方向與y方向之掃描的順序係於x方向形成改質範圍23，24之後，在y方向而形成改質範圍23，24。另外，改質範圍23，24形成時之雷射的輸出係2.5μJ、2.0μJ與從基板背面10b的距離為大之情況之雷射光45的輸出，較距離為小之情況，為大地加以設定。
改質範圍23，24係經由集光強的雷射光45而形成龜裂之範圍或熔融之範圍，比較於未照射雷射光45之範圍，機械強度為低之範圍。因此，在持續於雷射加工工程所進行之斷裂工程中，改質範圍23，24係經由按壓刀片等之時，容易破壞基板10，成為開始基板10之切斷的起點。
即，於基板10內，由形成改質範圍23，24為2段者，可將基板10切斷成發光晶片20。
然而，在本實施形態中，從基板背面10b至距離深的位置(距離d1)，形成改質範圍23之後，於淺的位置(距離d2)，形成改質範圍24。即，改質範圍23，24之形成係從雷射光45所入射之基板背面10b之距離為大者，進行至小者。此係根據以下的理由。作為於淺的位置(距離d2)，形成改質範圍24之後，於距離深的位置(距離d1)，形成改質範圍23時，雷射光45係透過形成於淺的位置(距離d2)之改質範圍24，集光於深的位置(距離d1)。此情況，雷射光45係受到經由改質範圍24之散亂等之影響。因此，雷射光45的集光效率變差，不易形成改質範圍23。
之後，經由對於所想定之切斷預定線21a及21b而按壓刀片等之時，進行將基板10切斷成發光晶片20之斷裂工程。在斷裂工程中，基板10係將所形成之改質範圍23，24作為起點，加入龜裂而分割成發光晶片20。
之後，黏接薄片15係加以延長，擴大各發光晶片20之間隙，容易進行搭載發光晶片20於封裝之封裝裝配工程(無圖示)之作業。
(第2實施形態)
在第1實施形態中，如圖2(a)所示，發光晶片20的表面形狀作為長方形。因此，對於A面(11-20)之交叉角α與對於M面(1-100)之交叉角β係無法個別地設定。
圖5係說明在第2實施形態之發光晶片20的邊，和藍寶石單結晶之結晶方位的關係圖。在此係將發光晶片20的表面形狀作為平行四邊形，將發光晶片20之一方的平形的二邊(切斷預定面22a)，對於A面而言設定成平行(α=0°)。另一方面，顯示將發光晶片20的另一方之平行的二邊(切斷預定面22b)與M面之交叉角β，設定成10°、15°、20°之情況。然而，α係並非為0°亦可。
圖6係說明在第2實施形態之基板10的一例之圖。在圖6中，係將基板10之切斷預定線21a(切斷預定面22a)與藍寶石單結晶之[1-100]方向(A面)作為一致(交叉角α=0°)，而將基板10之切斷預定線21b(切斷預定面22b)與藍寶石單結晶之[11-20]方向(M面)，以β=15°進行交叉。
其他係與第1實施形態相同。如此，在第2實施形態中，係將切斷預定面22a則作為與A面一致，但A面係有切割成垂直的傾向之故，基板10的側面則未有傾斜情況。另外，在第2實施形態中，係將發光晶片20之平面形狀作為平行四邊形，可個別地設定對於A面(11-20)之交叉角α與對於M面(1-100)之交叉角β。
並且，在如此之本實施形態，切斷預定面22a及22b係對於M面而言交叉之故，可抑制發光晶片20之基板10的側面(切斷面)則對於基板表面10a而言之傾斜。
(第3實施形態)
在第2實施形態中，如圖6所示，將發光晶片20的表面形狀作成平行四邊形。在第3實施形態中，將發光晶片20的表面形狀作成台形。
圖7係說明在第3實施形態之發光晶片20的邊，和藍寶石單結晶之結晶方位的關係圖。在此係將發光晶片20的表面形狀作為腳長度相等之等腳台形，將發光晶片20之一方的平形的二邊(切斷預定面22a)，對於A面而言設定成平行(α=0°)。另一方面，顯示將發光晶片20的另一方的二邊(切斷預定面22b)與M面之交叉角β，設定成10°、15°、20°之情況。然而，α係並非為0°亦可。
圖8係說明在第3實施形態之基板10的一例之圖。在圖8中，係對應於發光晶片20之台形的二個腳，基板10之切斷預定線21b(切斷預定面22b)，和藍寶石單結晶之[11-20]方向(M面)，以交叉角β=15°交叉加以設置。另一方面，基板10之切斷預定線21a(切斷預定面22a)係設置於藍寶石單結晶之[1-100]方向(A面)。
然而，在本實施形態中，切斷預定線21a係在基板10中為直線，但切斷預定線21b係並非直線。因而，在切斷預定線21a中，將基板10切斷成長方形狀之後，沿著切斷預定線21b而切斷成發光晶片20。另外，將吸附台52(參照圖3)，隨著切斷預定線21a及21b而移動，沿著切斷預定線21a及21b而形成改質範圍23，24(參照圖3)亦可。
在本實施形態中，作為等腳台形，但腳的長度亦可為不同。更且，雖未圖示，但亦可將發光晶片20之表面形狀作成三角形。
其他係與第1實施形態相同。
在本實施形態，亦如圖7所示，切斷預定面22a及22b係對於M面而言交叉之故，可抑制發光晶片20之基板10的側面(切斷面)則對於基板表面10a而言之傾斜。
如在第1乃至第3實施形態所說明，發光晶片20的邊(切斷預定面22a及22b)則對於M面而言呈交叉地加以設置即可。在本發明中，發光晶片20的邊(切斷預定面22a及22b)與M面之關係，係不限於在本實施形態所述的關係，而可加以變形而使用。
同樣地，在本發明中，對於發光晶片20的表面形狀，亦不限於在本實施形態所說明之形狀，而可加以變形而使用。
另外，在第1乃至第3實施形態中，OF11係設置於藍寶石單結晶之(11-20)面(A面)。但亦可將OF11，平行地設置於切斷預定線21a(切斷預定面22a)或切斷預定線21b(切斷預定面22b)之任一方。如將OF11，平行地設置於切斷預定線21a(切斷預定面22a)或切斷預定線21b(切斷預定面22b)之任一方，將OF11作為基準，形成發光元件部12於基板10即可。因而，形成發光元件部12之處理則變為容易。
在第1乃至第3實施形態中，作為形成改質範圍23，24於基板10之內部的雷射，係可使用Nd：YAG雷射之第2諧波，另外亦可使用其第3，第4諧波，更且亦可使用1064nm之基本波。另外，亦可使用Nd：YLF雷射或Nd：YVO4 雷射之基本波或該諧波，以及鈦藍寶石雷射。另外，在本發明中，並非只有固體雷射，而亦可使用準分子激發之脈衝雷射光，稱為CO2 雷射之氣體雷射。
更且，在第1乃至第3本實施形態中，改變來自基板背面10b之雷射光45的集光距離，將改質範圍23，24形成為2段亦可。另外，亦可只作為改質範圍23或24之一方(一段)，更且亦可將改質範圍形成為3段。另外，對於切斷預定面22a與22b而言，各形成不同段數的改質範圍亦可。
並且，將在本實施形態的x方向與y方向之掃描的順序，x方向之接下來作為y方向，但相反地y方向之接下來作為x方向亦可。更且，在本實施形態中，將雷射光45之掃描，重複在一方的方向進行，但亦可在x方向與y方向交互進行。
在本實施形態中，將雷射光45的輸出，經由從基板背面10b之距離而變更，但亦可為相同，而亦可將從基板背面10b之距離為大情況之雷射光45的輸出，較距離為小之情況為小而設定。
以上，如在第1乃至第3實施形態所說明，在本發明中，將藍寶石單結晶之C面((0001)面)作為表面，於該表面上，形成複數之半導體發光元件之基板的加工方法，其中，提供含有為對於基板的表面而言為垂直的面，且將對於與藍寶石單結晶之M面等價的面之任一而言均交叉的面，作為切斷預定面，呈沿著切斷預定面，於發光元件部之各邊彼此之間，形成分割溝的工程，和於切斷預定面內，從該基板之一方的面，將雷射光進行集光而照射，於該基板的內部形成改質範圍之雷射加工工程，和將改質範圍作為起點而切斷基板，分割成各自含有半導體發光元件之複數之半導體發光晶片的斷裂工程為特徵的基板之加工方法。
在此，切斷預定面係對於基板的表面而言為垂直的面，且對於與藍寶石單結晶之M面等價的面之任一而言均交叉。然而，在本發明中，對於基板的表面而言為「垂直的面」係指作為對於基板的表面而言，含有略垂直的面之範圍之構成。例如，作為略垂直的面之理想的範圍，係對於基板的表面而言，作為含有2°以內之範圍的垂直的面。以下，在實施例詳細加以說明。
[實施例]
以下，依據實施例而具體地說明本發明。但本發明係並非只限定於此等之實施例。
(實施例1)
如以下所示作為，製做具有具備氮化鎵系化合物半導體之發光元件部的III族氮化物半導體發光元件。
首先，如圖2(c)所示，於外徑100mm之圓板狀之C面藍寶石單結晶之基板10(傾斜角；0.4°)之基板表面10a上，依序層積藉由AlN所成之緩衝層而由未摻雜GaN所成之厚度4μm之基底層，由Si摻雜(濃度1×1019 /cm3 )GaN所成之厚度2μm之n接觸層，由Si摻雜(濃度1×1018 /cm3 )In0.1 Ga0.9 N所成之厚度12.5nm之n包覆層(經由n接觸層及n包覆層而構成n型層32)，交互層積5次由GaN所成之厚度16nm之障壁層與由In0.2 Ga0.8 N所成之厚度2.5nm之井層之後，最後設置障壁層之多重量子井構造之發光層33，由Mg摻雜(濃度1×1020 /cm3 )Al0.07 Ga0.93 N所成之厚度2.5nm之p包覆層及由Mg摻雜(濃度8×1019 /cm3 )GaN所成之厚度0.15μm之p接觸層(經由p包覆層及p接觸層而構成p型層34)而成，形成厚度9μm之III族氮化物半導體所成之磊晶層37。然而，對於前述藍寶石單結晶之基板10的A面，係形成OF11(定向平面)。
接著，於磊晶層37之p接觸層上之特定位置，使用公知之光微影技術及剝離技術，形成IZO所成之透光性正極35。
接著，使用公知之光微影技術，於透光性正極35上，形成Ti/Al/Ti/Au層構造所成之正極結合墊片13b。
接著，如圖2所示，將形成至正極結合墊片13b之基板10的磊晶層37，經由公知之光微影技術及反應性離子蝕刻技術進行蝕刻，沿著將基板10之切斷預定線21a與藍寶石單結晶之A面的交叉角α作為15°之切斷預定線21a，形成分割間距pv為240μm，寬度n1為20μm之分割溝38a之同時，沿著將與藍寶石單結晶之M面的交叉角β作為15°之切斷預定線21b，形成分割間距ph為400μm，寬度n2為20μm之分割溝38b。另外，同時，於面對於分割溝38b之特定之位置，將n接觸層露出成半圓狀。
接著，於露出的n接觸層，以周知的方法形成Ti/Au二層構造之負極結合墊片13a。
經由以上的工程，製作具有以分割溝38a，38b所分離之複數之發光元件部12的發光元件用之晶圓(形成半導體發光元件之基板10)。
接著，由將基板背面10b進行研磨及拋光者，合計磊晶層37之厚度與基板10之厚度之總合則呈成為150μm地，將藍寶石單結晶之基板10作成薄板化。將未形成有發光元件部12的面之基板背面10b的Ra作成0.005μm。對於所得到之晶圓的表面，以目視檢查完全未觀察到污垢。
接著，在基板的加工方法之雷射加工工程中，於從基板背面10b至距離d1=100μm及距離d2=30μm之2處位置(二段)，照射雷射光45而形成改質範圍23，24。
接著，將劈開刀片，沿著分割溝38b接觸於基板背面10b，更且將劈開刀片壓入40μm，從分割溝38b之改質範圍23，24產生龜裂。經由此情況，沿著分割溝38b分割晶圓成長方形狀，得到一列配列發光元件部12之長方形狀晶圓。
接著，將劈開刀片，沿著分割溝38a接觸於長方形狀晶圓之基板背面10b，按壓40μm劈開刀片，從分割溝38a之改質範圍23，24產生龜裂。由如此作為，沿著分割溝38a分割長方形狀晶圓，作成長邊的長度為400μm，短邊的長度為240μm之複數之平面視略長方形狀之III族氮化物半導體發光元件(發光晶片20)。
在實施例1所得到之發光晶片20之LED特性係電壓Vf為3.11V時、發光波長為452nm、發光輸出為18.5mW。
圖9係說明在實施例1之發光晶片20的形狀的圖。圖9(a)係將實施例1之發光晶片20，從上方觀看的平面圖，圖9(b)係從發光晶片20的長邊側觀看之側面圖，圖9(c)係從發光晶片20的短邊側觀看之側面圖。
並且，將對於基板表面10a而言為垂直的面作為基準，如圖9(b)所示，令從發光晶片20的長邊側而視時之短邊側之側面26的傾斜之角度，將圖中左側作為傾斜角θ1，將圖中右側作為傾斜角θ2，如圖9(c)所示，令從發光晶片20的短邊側而視時之長邊側之側面25的傾斜之角度，將圖中上側作為傾斜角θ3，將圖中下側作為傾斜角θ4而進行計測評估。其結果，短邊側之側面26的傾斜角θ1及θ2係0.5°及0.4°任一之情況，切斷面的傾斜角係為2°以下，對於基板的表面而言為垂直的切斷面。另外，發光晶片20之長邊側之側面25的傾斜角θ3及θ4係0.3°，0.4°任一之情況，切斷面的傾斜角係為2°以下，對於基板的表面而言為垂直的切斷面。
接著，對於複數之發光晶片20之發光元件部12，作為逆向電壓Vr而施加5V，進行逆向電流Ir為2μA以上之構成作為不佳(NG)的評估之結果不佳(NG)的產生率為0.3%。
(實施例2~6，比較例1，2)
圖10係更顯示在實施例2~6及比較例1，2之與分割間距ph，pv，分割溝38a，38b的寬度n1，n2，藍寶石單結晶之A面，M面之交叉角α、β，至從基板背面10b照射雷射所形成之改質範圍23，24之距離d1、d2，發光晶片20之短邊側之側面26的傾斜角θ1、θ2，長邊側之側面25的傾斜角θ3、θ4，不良(NG)的發生率之結果的圖。
但實施例2~6係分割溝之寬度，交叉角α、β之設定以外係發光元件部12之構造則與實施例1相同，更且，在基板的加工方法之雷射加工工程亦與實施例1相同。
圖11係說明在比較例1，2之發光晶片的形狀的圖。
比較例1，2係將基板10之切斷預定線21a，和藍寶石單結晶之A面作為一致(交叉角α=0°)，將切斷預定線21b，和藍寶石單結晶之M面作為一致(交叉角β=0°)而製作之矩形的發光晶片20之同時，比較例2之分割溝38a，38b之寬度n1，n2為30μm以外係發光元件部12之構造則與實施例1相同，發光晶片20之表面形狀亦與實施例1相同。更且，在基板之加工方法之雷射加工工程亦與實施例1相同。
從圖10了解到，在實施例1~6中，發光晶片20之短邊側之側面26的傾斜角θ1及θ2係在任何之實施例亦為2°以下，對於基板表面10a而言為垂直的切斷面。另外，發光晶片20之長邊側之側面25的傾斜角θ3及θ4亦同時為2°以內，得到對於基板的表面而言為垂直的晶片剖面。另外，在實施例1~6中，不佳(NG)發生率亦在1%以內為良好。
另一方面，在比較例1，2中，係發光晶片20，短邊側，即與M面平行之側面26的傾斜角θ1及θ2係為5°前後，如圖11(d)所示，將發光晶片20，從長邊側而視時，基板10之側面25係成為平行四邊形。另一方面，長邊側之側面25的傾斜角θ3及θ4係2°以下，對於基板表面10a而言為垂直的切斷面。如圖11(c)所示，將發光晶片20，從短邊側觀看時，側面26係成為長方形。也就是，短邊側之側面26則對於基板表面10a而言成為傾斜。不佳(NG)發生率為比較例1為9.5%，比較例2為3.2%，比較於實施例1~6而顯示特別高的值。
如以上的說明了解到，在實施例1~6中，因抑制發光晶片20之基板10的側面25，26則對於基板表面10a而言傾斜之故，抑制發光晶片20之基板10的切斷面(側面25，26)則從切斷範圍偏移而覆蓋於發光元件部12之情況，可降低抑制不良率。
[產業上之利用可能性]
本發明係有關半導體發光元件之製造方法，特別是有關抑制分割藍寶石基板時而傾斜斷裂之同時，抑制逆向電流而提高半導體發光元件之製造效率的半導體發光元件之製造方法，有著在製造‧利用半導體發光元件之產業利用可能性。
10．．．基板
11．．．定向平面(OF)
12．．．發光元件部
13a，13b．．．電極
15．．．黏接薄片
16．．．金屬環
20．．．發光晶片
21a，21b．．．切斷預定線
22a，22b．．．切斷預定面
30‧‧‧基板單元
32‧‧‧n型層
33‧‧‧發光層
34‧‧‧p型層
35‧‧‧透光性正極
37‧‧‧磊晶層
38a，38b‧‧‧分割溝
41‧‧‧雷射光產生部
42‧‧‧分光鏡
44‧‧‧光學系統
45‧‧‧雷射光
52‧‧‧吸附台
圖1係說明藍寶石單結晶之結晶方位的圖。
圖2係為了說明第1實施形態之半導體發光元件之製造方法之一工程的圖，(a)係形成分割溝之時點的晶圓之平面圖、(b)係顯示(a)所示之晶圓的一部分擴大平面圖、(c)係(b)之IIC-IIC線的剖面圖、(d)係說明發光晶片的邊，與藍寶石單結晶之結晶方位的關係圖。
圖3係說明為了將在第1實施形態之基板，經由雷射加工，形成改質範圍於基板內，將基板貼合於以金屬環所保持之黏接薄片的狀態圖。
圖4係說明於在第1實施形態之基板，經由雷射加工，形成改質範圍於基板之內部的方法之圖。
圖5係說明在第2實施形態之發光晶片的邊，和藍寶石單結晶之結晶方位的關係圖。
圖6係說明在第2實施形態之基板的一例之圖。
圖7係說明在第3實施形態之發光晶片的邊，和藍寶石單結晶之結晶方位的關係圖。
圖8係說明在第3實施形態之基板的一例之圖。
圖9係說明在實施例之發光晶片的形狀的圖。
圖10係顯示在實施例及比較例之與分割間距，分割溝的寬度，藍寶石單結晶之M面和A面之交叉角α、β，和至從基板背面照射雷射所形成之改質範圍之距離d1、d2，發光晶片20之短邊側之側面的傾斜角θ1、θ2，長邊側之側面的傾斜角θ3、θ4及不良(NG)的發生率(%)的圖。
圖11係說明在比較例之發光晶片的形狀的圖。
10．．．基板
12．．．發光元件部
13a，13b．．．電極
20．．．發光晶片
21a，21b．．．切斷預定線
23．．．改質範圍
24．．．改質範圍
25．．．長邊側之側面
26．．．短邊側之側面

Claims (10)

  1. 一種半導體發光晶片，其特徵為具備：以將藍寶石單結晶之C面作為表面，側面則在對於與藍寶石單結晶之M面等價的面任一者，交叉角為10°以上且20°以下交叉的面所構成，包含於該側面，經由雷射照射加以形成之改質範圍基板；和設置於前述基板的前述表面上之半導體發光元件。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光晶片，其中，前述半導體發光晶片係表面形狀為平行四邊形。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光晶片，其中，前述半導體發光晶片係表面形狀為台形。
  4. 一種基板之加工方法，係將藍寶石單結晶之C面作為基板表面，於該表面上形成複數之半導體發光元件之基板之加工方法，其特徵為含有：在對於前述基板的表面而言為垂直的面，且對於與藍寶石單結晶之M面等價的面任一者而言均交叉的面，作為切斷預定面時，呈沿著該切斷預定面，於發光元件部之各邊彼此之間形成分割溝的工程；和於前述切斷預定面內，從前述基板之一方的面，將雷射光集光而照射，於該基板的內部形成改質範圍之雷射加工工程；和將前述改質範圍作為起點而切斷前述基板，各自則分割成包含前述半導體發光元件之複數之半導體發光晶片的斷裂工程。
  5. 如申請專利範圍第4項記載之基板之加工方法，其中，前述改質範圍係經由前述雷射光掃描在前述基板之時而加以形成。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項記載之基板之加工方法，其中，前述半導體發光晶片係表面形狀為平行四邊形。
  7. 如申請專利範圍第4項或第5項記載之基板之加工方法，其中，前述半導體發光晶片係表面形狀為梯形。
  8. 如申請專利範圍第4項或第5項記載之基板之加工方法，其中，前述半導體發光晶片係呈沿著前述切斷預定面地加以設置之前述分割溝之寬度為10μm以上且30μm以下。
  9. 如申請專利範圍第4項或第5項記載之基板之加工方法，其中，前述基板係具備與前述切斷預定面之任一個平行之定向平面。
  10. 一種半導體發光晶片，其特徵為經由如申請專利範圍第5項記載之基板之加工方法而加以製造。
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011201759A (ja) * 2010-03-05 2011-10-13 Namiki Precision Jewel Co Ltd 多層膜付き単結晶基板、多層膜付き単結晶基板の製造方法および素子製造方法
US20130234166A1 (en) * 2012-03-08 2013-09-12 Ting-Chia Ko Method of making a light-emitting device and the light-emitting device
JP2013247147A (ja) * 2012-05-23 2013-12-09 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法、加工対象物、及び、半導体素子
TWI499078B (zh) * 2013-01-31 2015-09-01 Just Innovation Corp 元件基板、元件基板的製造方法、光電裝置及其製造方法
WO2014171076A1 (ja) * 2013-04-17 2014-10-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 化合物半導体装置およびその製造方法ならびに樹脂封止型半導体装置
DE102013207480A1 (de) * 2013-04-24 2014-10-30 Smartrac Technology Gmbh Verfahren zur Vereinzelung eines Wafers in Chips
JP2014232793A (ja) * 2013-05-29 2014-12-11 日本オクラロ株式会社 光半導体素子及び光半導体装置
US9640714B2 (en) 2013-08-29 2017-05-02 Nichia Corporation Method for manufacturing light emitting element
JP6183189B2 (ja) 2013-12-02 2017-08-23 日亜化学工業株式会社 発光素子の製造方法
JP5934923B2 (ja) * 2014-01-10 2016-06-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 三角柱状ｍ面窒化物半導体発光ダイオードを製造する方法
JP6466692B2 (ja) * 2014-11-05 2019-02-06 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
CN104505442B (zh) * 2014-12-24 2017-07-28 中国科学院半导体研究所 一种led外延片的切裂方法
CN104465909A (zh) * 2014-12-30 2015-03-25 圆融光电科技有限公司 蓝宝石衬底及制备方法、制造发光二极管的方法
JP6395632B2 (ja) 2015-02-09 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395633B2 (ja) 2015-02-09 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6452490B2 (ja) 2015-02-25 2019-01-16 キヤノン株式会社 半導体チップの生成方法
JP6429715B2 (ja) 2015-04-06 2018-11-28 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6425606B2 (ja) 2015-04-06 2018-11-21 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP2016207908A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 三菱電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置
JP6472333B2 (ja) 2015-06-02 2019-02-20 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6482423B2 (ja) * 2015-07-16 2019-03-13 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6482425B2 (ja) 2015-07-21 2019-03-13 株式会社ディスコ ウエーハの薄化方法
JP6472347B2 (ja) 2015-07-21 2019-02-20 株式会社ディスコ ウエーハの薄化方法
JP2017037912A (ja) * 2015-08-07 2017-02-16 株式会社ディスコ 検査用ウエーハおよび検査用ウエーハの使用方法
JP6594699B2 (ja) * 2015-08-18 2019-10-23 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法及び加工対象物切断装置
JP6486239B2 (ja) * 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
CN107995996B (zh) * 2015-08-18 2021-10-15 浜松光子学株式会社 激光加工装置及激光加工方法
JP6486240B2 (ja) * 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP6690983B2 (ja) 2016-04-11 2020-04-28 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法及び実第２のオリエンテーションフラット検出方法
TWI697941B (zh) * 2016-04-20 2020-07-01 晶元光電股份有限公司 基板晶圓以及ⅲ族氮化物半導體元件之製造方法
JP6736374B2 (ja) * 2016-06-21 2020-08-05 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド用半導体チップの製造方法
JP6858587B2 (ja) 2017-02-16 2021-04-14 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6579397B2 (ja) * 2017-08-30 2019-09-25 日亜化学工業株式会社 発光素子の製造方法
JP6981820B2 (ja) * 2017-09-06 2021-12-17 浜松ホトニクス株式会社 量子カスケードレーザ光源の製造方法
KR102501876B1 (ko) * 2017-12-13 2023-02-20 엘지디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치
JP7157331B2 (ja) * 2017-12-27 2022-10-20 日亜化学工業株式会社 発光装置
US11037911B2 (en) * 2017-12-27 2021-06-15 Nichia Corporation Light emitting device
JP7072047B2 (ja) * 2018-02-26 2022-05-19 パナソニックホールディングス株式会社 半導体発光素子
JP2020113584A (ja) * 2019-01-08 2020-07-27 豊田合成株式会社 発光素子の製造方法
JP7208062B2 (ja) * 2019-03-01 2023-01-18 株式会社ディスコ デバイスチップの形成方法
TWI790470B (zh) * 2020-08-26 2023-01-21 晶元光電股份有限公司 半導體元件及其製造方法
EP4266385A4 (en) * 2021-06-30 2024-09-25 Samsung Electronics Co Ltd INORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE, DISPLAY MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3557011B2 (ja) 1995-03-30 2004-08-25 株式会社東芝 半導体発光素子、及びその製造方法
JP2003338636A (ja) * 2002-03-12 2003-11-28 Hamamatsu Photonics Kk 発光素子の製造方法、発光ダイオード、及び半導体レーザ素子
JP3779237B2 (ja) 2002-07-04 2006-05-24 住友電気工業株式会社 基板切断方法及び基板切断装置
JP2007242856A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Rohm Co Ltd チップ型半導体発光素子
US8188496B2 (en) * 2008-11-06 2012-05-29 Samsung Led Co., Ltd. Semiconductor light emitting device including substrate having protection layers and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011145370A1 (ja) 2011-11-24
JP2011243730A (ja) 2011-12-01
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US8836086B2 (en) 2014-09-16
JP5370262B2 (ja) 2013-12-18
US20130037825A1 (en) 2013-02-14

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