特許 6562014 発光素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6562014

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】発光素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/53 20140101AFI20190808BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20190808BHJP

   B23K 26/36 20140101ALI20190808BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/53

   H01L21/78 B

   H01L21/78 V

   H01L21/78 Q

   B23K26/36

   H01S3/00 B

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-29482(P2017-29482)

(22)【出願日】2017年2月20日

(65)【公開番号】特開2018-134649(P2018-134649A)

(43)【公開日】2018年8月30日

【審査請求日】2018年4月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】住友 新隆

(72)【発明者】

【氏名】川端 克幸

(72)【発明者】

【氏名】井上 直人

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１８３８３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−５９７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４３８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５６２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３５８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３８７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−３０２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８５６５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｓ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の主面及び第２の主面を有する基板と、前記第１の主面上に設けられた誘電体多層膜と、前記第２の主面上に設けられた半導体構造とを含むウエハを準備する工程（Ａ）と、
前記基板の第１の主面側から前記基板の内部にレーザ光を集光させて、前記基板の内部に改質領域を形成すると同時に、前記誘電体多層膜を除去する工程（Ｂ）と、
前記改質領域を形成した部位において前記ウエハを割断し、複数の発光素子を得る工程（Ｃ）と、を有し、
前記基板は、前記第２の主面がｃ面であるサファイアからなり、
前記工程（Ｂ）において、
前記基板のａ軸に平行な第１方向にレーザ光を走査することによって前記第１方向に沿って前記改質領域を複数形成する工程（Ｂ１）と、
前記基板のｍ軸に平行な第２方向にレーザ光を走査することによって前記第２方向に沿って前記改質領域を複数形成する工程（Ｂ２）と、を有し、
前記工程（Ｂ１）において、前記改質領域を前記第１の主面に達するように形成する発光素子の製造方法。

【請求項2】

前記工程（Ｂ２）において、前記改質領域を前記第１の主面に達しないように形成する請求項１に記載の発光素子の製造方法。

【請求項3】

前記基板の厚み方向において、前記工程（Ｂ１）で形成される前記改質領域の位置は、前記工程（Ｂ２）で形成される前記改質領域よりも前記第１の主面側である請求項１又は２に記載の発光素子の製造方法。

【請求項4】

前記工程（Ｂ）において、除去される前記誘電体多層膜の幅は、８μｍ以上１０μｍ以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。

【請求項5】

前記工程（Ｂ）において、前記レーザ光のピークパワーは、７．０ＭＷ以上１５．０ＭＷ以下である請求項１から４のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。

【請求項6】

前記誘電体多層膜は、ＳｉＯ_２膜、ＴｉＯ_２膜およびＮｂ_２Ｏ_５膜からなる群から選択された２種以上を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、反射層を構成する部材のうち、金属膜を除去した後、多層膜を介して基板の内部にレーザ光を集光させて改質領域を形成することが記載されている。そして、改質領域を利用して、基板を割断することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−１０７４８５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した製造方法では、多層膜が基板の全域に設けられた状態で基板を割断しているため、多層膜の周縁部に欠けが生じる虞がある。そこで、本発明は、多層膜の欠けの発生を低減し、工程を簡略化できる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に係る発光素子の製造方法は、第１の主面及び第２の主面を有する基板と、前記第１の主面上に設けられた誘電体多層膜と、前記第２の主面上に設けられた半導体構造とを含むウエハを準備する工程（Ａ）と、前記基板の第１の主面側から前記基板の内部にレーザ光を集光させて、前記基板の内部に改質領域を形成すると同時に、前記誘電体多層膜を除去する工程（Ｂ）と、前記改質領域を形成した部位において前記ウエハを割断し、複数の発光素子を得る工程（Ｃ）と、を有する。

【発明の効果】

【0006】

以上の構成とすることにより、基板の第２主面側に設けられた誘電体多層膜を除去しながら基板の内部に改質領域を形成することができるため、工程を簡素化し歩留りを向上させることができる。さらに、誘電体多層膜が除去されていることでウエハを割断するときに生じる誘電体多層膜の欠けを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態１に係る発光素子の製造方法に用いるウエハを模式的に示す上面図である。

【図2】実施形態１に係る発光素子の製造方法に用いるウエハを模式的に示す要部拡大上面図である。

【図3】実施形態１に係る発光素子の製造方法の構成を模式的に示す断面図であり、図２のIII−III線における断面を示す。

【図4】実施形態１に係る発光素子の製造方法により得られる発光素子を模式的に示す断面図である。

【図5】レーザ光をウエハの内部に照射する例を模式的に示す断面図である。

【図6】レーザ光をウエハの内部に照射する例を模式的に示す断面図である。

【図7】レーザ光を走査しウエハの内部に照射する例を模式的に示す断面図である。

【図8】実施形態１に係る発光素子の製造方法により得られる発光素子を模式的に示す断面斜視図である。

【図9】実施形態１に係る発光素子の製造方法を模式的に示す上面図である。

【図10】実施形態２に係る発光素子の製造方法を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は、実施形態１に係る発光素子の製造方法に用いるウエハ１００を模式的に示す上面図である。図２は、ウエハ１００を模式的に示す要部拡大上面図である。図３は、実施形態１に係る発光素子の製造方法の構成を模式的に示す断面図であり、図２のIII−III線における断面を示す。図４は、実施形態１に係る発光素子の製造方法により得られる発光素子３０を模式的に示す断面図である。図５は、レーザ光をウエハ１００の内部に照射する例を模式的に示す断面図である。図６は、レーザ光をウエハ１００の内部に照射する例を模式的に示し、改質領域２０を形成すると同時に誘電体多層膜１３を除去する様子を説明するための断面図である。図７は、レーザ光を走査しウエハ１００の内部に照射する例を模式的に示す断面図である。図８は、発光素子３０を模式的に示す断面斜視図である。図９は、ウエハ１００の一部を拡大した上面図であり、誘電体多層膜１３が除去された例を説明するための図である。図１０は、実施形態２に係る発光素子の製造方法を模式的に示す断面図である。

【0009】

なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張されている場合がある。また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。

【0010】

＜実施形態１＞
本実施形態における発光素子の製造方法は、第１の主面１０ａ及び第２の主面１０ｂを有する基板１０と、第１の主面１０ａ上に設けられた誘電体多層膜１３と、第２の主面１０ｂ上に設けられた半導体構造１１とを含むウエハ１００を準備する工程（Ａ）と、基板１０の第１の主面１０ａ側から基板１０の内部にレーザ光を集光させて、基板１０の内部に改質領域２０を形成すると同時に、誘電体多層膜１３を除去する工程（Ｂ）と、改質領域２０を形成した部位においてウエハ１００を割断し、複数の発光素子３０を得る工程（Ｃ）と、を有している。

【0011】

これにより、基板の第２の主面１０ｂ側に設けられた誘電体多層膜１３を除去しながら基板１０の内部に改質領域２０を形成することができるため、工程を簡略化し歩留りを向上させることができる。さらに、誘電体多層膜１３が部分的に除去されていることで、ウエハ１００を割断するときに生じる誘電体多層膜１３の周縁部における欠けを低減できる。以下、この点について詳細に説明する。

【0012】

基板の一方の主面側に誘電体多層膜が設けられたウエハに対して、レーザ光を照射し基板の内部に改質領域を形成することで、ウエハを割断するときに誘電体多層膜の周縁部に欠けが生じる虞がある。これは、改質領域から伸びる亀裂が誘電体多層膜にまで到達し、その亀裂が意図しない方向に形成されることが要因のひとつであると考えられる。誘電体多層膜がこのような亀裂を含む状態でウエハを割断すると、誘電体多層膜が所望の形状に割断されず、誘電体多層膜の周縁部の一部に欠けが生じることがある。

【0013】

そこで、図６及び図７に示すように、ウエハ１００に対してレーザ光を照射し、基板１０の内部に改質領域２０を形成すると同時に、レーザ光を走査した領域に設けられた誘電体多層膜１３、すなわち分割予定線２２上に設けられた誘電体多層膜１３を部分的に除去する。これにより、改質領域２０の形成と誘電体多層膜１３の部分的な除去を一工程で行うことができる。さらに、ウエハ１００を割断する前に、分割予定線２２に位置する誘電体多層膜１３を部分的に除去することができるので、最終的に得られる発光素子３０における誘電体多層膜１３の周縁部の欠けを抑制できる。その結果、光取り出し効率が維持された発光素子３０を歩留りよく生産することができる。

【0014】

以下、本実施形態に係る発光素子の製造方法について詳細に説明する。

【0015】

まず、基板１０に誘電体多層膜１３及び半導体構造１１が設けられたウエハ１００を準備する。基板１０は、第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂを有しており、第１の主面１０ａ上に誘電体多層膜１３が設けられ、第２の主面１０ｂ上に半導体構造１１が設けられている。ウエハ１００は、図１の上面図に示すように、上面視が略円形状で、外縁の一部を平坦としたオリエンテーションフラット面ＯＬを有する。ウエハ１００のサイズは、例えばΦ５０〜１００ｍｍ程度とすることができる。

【0016】

基板１０としては、半導体構造１１中の半導体層を成長可能なものを用いることができる。以下では基板１０としてサファイア基板を用いた例を説明する。基板１０として、その第２の主面１０ｂが、（０００１）のミラー指数で表現されるｃ面であるｃ面サファイア基板を用いる。本明細書におけるｃ面サファイア基板には、第２の主面１０ｂがｃ面から５°以下の角度で傾斜したオフ基板も含まれる。基板１０の厚さは、例えば５０μｍ以上２ｍｍ以下程度とすることができる。なお、２００μｍ以上２ｍｍ以下程度の厚さの基板１０を準備し、半導体構造１１を形成した後、研磨等によって基板１０を５０μｍ以上４００μｍ以下程度の厚さ、好ましくは１００μｍ以上３００μｍ以下程度の厚さに薄化してもよい。

【0017】

半導体構造１１は、ｎ型半導体層、活性層１１ａ、およびｐ型半導体層を有しており、それぞれは、Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の窒化物半導体である。活性層１１ａが発する光のピーク波長は、例えば、例えば３６０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲である。

【0018】

なお、図４の断面図に示すように、本実施形態に係る製造方法により、ウエハ１００を割断して得られる発光素子３０は、基板１０の第２の主面１０ｂ上に積層された複数の半導体層からなる半導体構造１１を有する。具体的には、発光素子３０は、基板１０の第２の主面１０ｂ上に、ｎ側半導体層１１ｎ、活性層１１ａ、ｐ側半導体層１１ｐが第２の主面１０ｂ側から順に積層された半導体構造１１を備えている。ｎ側半導体層１１ｎにはｎ電極１２ｎが電気的に接続され、ｐ側半導体層１１ｐにはｐ電極１２ｐが電気的に接続されている。半導体構造１１は、絶縁性の絶縁膜１５に被覆されている。発光素子３０は、基板１０の第１の主面１０ａ上に誘電体多層膜１３を有し、誘電体多層膜１３が設けられている面積は基板１０の第１の主面１０ａの面積よりも小さい。また、基板１０の側面には、改質領域２０が形成された領域を確認できる。なお図４において、複数の改質領域２０が形成されている領域を、帯状の領域で示している。また、図７、８、１０においても同様に、複数の改質領域２０を帯状の領域で示している。

【0019】

第１の主面１０ａに設けられる誘電体多層膜１３は、複数の誘電体膜の積層膜であり、半導体構造１１からの光を反射する反射膜として機能する。誘電体多層膜１３は、例えば、ＳｉＯ_２膜、ＴｉＯ_２膜およびＮｂ_２Ｏ_５膜からなる群から選択された２種以上を含んでいる。誘電体多層膜１３に含まれる誘電体膜の層数、各層の厚さおよび材料は、反射させたい光の波長に応じて適宜設定できる。誘電体多層膜１３を、ＳｉＯ_２膜、ＴｉＯ_２膜およびＮｂ_２Ｏ_５膜からなる群から選択された２種以上で構成し、活性層１１ａが発する光のうち、特にピーク波長の光を反射させる設計とすることにより、最終的に得られる発光素子３０の輝度を向上させることができる。

【0020】

図２には、ウエハ１００を第１の主面１０ａ側から見た上面図と、ウエハ１００の一部を拡大した要部拡大図とがあわせて示されている。図３は、図２のIII−III線における断面図に相当し、複数の発光素子領域１４Ａ〜１４Ｄの断面図が示されている。図２に示すように、ウエハ１００には、複数の発光素子領域１４が２次元に配列されている。複数の発光素子領域１４は、ウエハ１００を割断したときに得られる発光素子３０それぞれに対応した領域である。ウエハ１００は、例えば、３０００個〜５００００個程度の発光素子領域１４を含む。

【0021】

図２に示すように、複数の発光素子領域１４は、基板１０のオリエンテーションフラット面ＯＬに垂直な第１方向Ｌ１と、基板１０のオリエンテーションフラット面ＯＬに平行な第２方向Ｌ２とに沿ってマトリクス状に配置されている。ここでは、基板１０として、第２の主面１０ｂがｃ面であるサファイア基板を用いており、図２中に矢印Ｌ１で示す第１方向Ｌ１がサファイア基板のａ軸に平行であり、図２中に矢印Ｌ２で示す第２方向Ｌ２がサファイア基板のｍ軸に平行である。

【0022】

次に、基板１０にレーザ光を照射し、ウエハ１００を割断するための改質領域２０を形成すると同時に誘電体多層膜１３を除去する。図５及び図６は、第１の主面１０ａ側から基板１０の内部にレーザ光を集光させて改質領域２０を形成している状態を示している。図７は、レーザ光を走査させ、基板１０の内部に改質領域２０を形成すると同時に誘電体多層膜１３を除去している様子を示している。レーザ光は誘電体多層膜１３を透過し基板１０の内部に集光され、誘電体多層膜１３のうちレーザ光が照射される領域に設けられた誘電体多層膜１３が除去される。本実施形態では、レーザ光にパルスレーザを用い、隣接する発光素子領域１４間の仮想的な分割予定部分を示す分割予定線２２に沿ってレーザ光を走査することで、分割予定線２２に沿った複数の改質領域２０を形成する。このような走査を第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に沿って複数回行うことで、基板１０の内部に複数の分割予定線２２に沿った複数の改質領域２０を形成すると同時に、誘電体多層膜１３のうち分割予定線２２上に設けられた誘電体多層膜１３を除去する。このように、一回のレーザ光の照射で改質領域２０の形成と誘電体多層膜１３の除去を同時に行うことで、工程を簡略化できるため歩留りを向上させることができる。さらに分割予定線２２上に設けられた誘電体多層膜１３を除去していることで、改質領域２０から伸びる亀裂２１が到達し意図しない亀裂が形成された誘電体多層膜１３が分割予定線２２上に設けられていない状態でウエハ１００を割断できる。その結果、得られる発光素子３０に設けられる誘電体多層膜１３の周縁部に欠けが生じる事態を回避できる。このような誘電体多層膜１３の欠けは、発光素子３０の光取り出し効率や外観を悪化させる要因となる。

【0023】

図６に示すように、改質領域２０を形成すると、改質領域２０から基板１０の第１の主面１０ａ側及び第２の主面１０ｂ側に向かう亀裂２１が生じる。後記するウエハ１００を割断する工程において、ウエハ１００は、基板１０の内部に形成された改質領域２０と亀裂２１を起点として割断される。改質領域２０から伸びる亀裂２１は、第２の主面１０ｂに達していることが好ましい。これにより、ウエハ１００に外力をかけて割断するときに、亀裂２１が意図しない方向に伸び、得られる発光素子３０に欠けが生じることを低減できる。

【0024】

レーザ光を基板１０の内部に集光する位置は、第１の主面１０ａから基板１０の厚み方向に３０μｍ以上６０μｍ以下程度であることが好ましく、４０μｍ以上５０μｍ以下程度であることがさらに好ましい。レーザ光を基板１０の内部に集光する位置を、第１の主面１０ａから基板１０の厚み方向に３０μｍ以上とすることで、誘電体多層膜１３に対するレーザ光の照射領域を広くできるため、比較的広い幅で誘電体多層膜１３を除去することができる。また、レーザ光を基板１０の内部に集光する位置を、第１の主面１０ａから基板１０の厚み方向に６０μｍ以下とすることで、誘電体多層膜１３に照射されるレーザ光のエネルギー密度を大きくしやすくなるため、誘電体多層膜１３を効率良く除去できる。

【0025】

ウエハ１００にレーザ光を第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に走査し、改質領域２０を形成する際、図８に示すように、第１方向Ｌ１に沿って形成する第１改質領域２０ａを第２方向Ｌ２に沿って形成する第２改質領域２０ｂよりも第１の主面１０ａ側に形成することが好ましい。これにより、改質領域２０からの亀裂２１が、サファイア基板のｍ面に対して傾斜して形成されやすい第１方向Ｌ１において、亀裂２１が第１の主面１０ａに達するまでの距離を短くし、第１の主面１０ａのうち誘電体多層膜１３が除去された領域に亀裂２１を到達させやすくなる。したがって、ウエハ１００を割断するときに生じる誘電体多層膜１３の欠けの発生を低減できる。なお、図８は、発光素子３０の一例を示す図であり、上記レーザ光の加工条件により発光素子３０の側面に、基板１０の厚み方向に深さの異なる第１改質領域２０ａ及び第２改質領域２０ｂが形成されていることを示している。図８では、基板１０の厚み方向において、第１改質領域２０ａと第２改質領域２０ｂとが重なっていないが、第１改質領域２０ａと第２改質領域２０ｂとを重なるように形成してもよい。

【0026】

誘電体多層膜１３のうち、レーザ光の照射により除去される誘電体多層膜１３の幅は、６μｍ以上１２μｍ以下程度であることが好ましく、８μｍ以上１０μｍ以下程度であることがさらに好ましい。誘電体多層膜１３の幅は、上面視における幅であり、図９にＷ１またはＷ２で示している部分を指し、分割予定線２２に垂直な方向における幅である。なお、図９においてハッチングを施している領域は断面図を表しているのではなく、誘電体多層膜１３が設けられている領域を示している。レーザ光の照射により除去される誘電体多層膜１３の幅を６μｍ以上とすることで、第１の主面１０ａのうち誘電体多層膜１３が除去された領域に、亀裂２１を達しやすくできる。レーザ光の照射により除去される誘電体多層膜１３の幅を１０μｍ以下とすることで、誘電体多層膜１３を過度に除去することによる発光素子３０の光取り出し効率の低下を抑制できる。

【0027】

レーザ光のピークパワーは、基板１０の厚さなどにもよるが、７．０ＭＷ以上１５．０ＭＷ以下程度であることが好ましく、７．０ＭＷ以上１３．０ＭＷ以下程度であることがより好ましく、７．０ＭＷ以上１０．０ＭＷ以下程度であることがさらに好ましい。レーザ光のピークパワーを比較的大きい７．０ＭＷ以上とすることで、誘電体多層膜１３の除去と改質領域２０の形成を効率よく行うことができる。レーザ光のピークパワーを１５．０ＭＷ以下とすることで、レーザ光を照射することによる半導体構造１１へのダメージを低減できる。なお基板１０の厚さが比較的薄ければ、レーザ光のピークパワーを７．０ＭＷ以下とすることもできる。ここで、ピークパワーは、レーザ光のパルスエネルギーとパルス幅とにより算出される値であり、「ピークパワー＝｛(パルスエネルギー×１０^−６)／(パルス幅×１０^−１５)｝／１０００」により算出できる。なお、本実施形態では、ピークパワーの単位を「ＭＷ」、パルスエネルギーの単位を「μＪ」、パルス幅の単位を「ｆｓｅｃ」として算出している。なお、一般的に、基板１０の内部に改質領域２０を形成する際に使用するレーザ光のピークパワーは０．８〜１．０ＭＷ程度であり、本実施形態に比較して小さい値で行われる。

【0028】

レーザ光のピーク波長としては、誘電体多層膜１３及び基板１０を透過する光の波長が選ばれる。例えば、８００μｍ以上１２００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有するレーザ光を用いることができる。

【0029】

レーザ光源としては、多光子吸収を起こさせることができる、パルスレーザを発生するレーザ、連続波レーザ等を用いることができる。ここでは、フェムト秒レーザ、ピコ秒レーザ等の、パルスレーザを発生させるレーザ光源を用いる。レーザ光源として、チタンサファイアレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ等を用いることができる。

【0030】

次に、改質領域２０を形成した部位においてウエハ１００を割断し、複数の発光素子３０を得る。ウエハ１００には、複数の分割予定線２２に沿った複数の改質領域２０が形成されており、ウエハ１００は改質領域２０と改質領域２０から伸びる亀裂２１により割断される。ウエハ１００の割断方法には、例えば、ウエハ１００を支持しているダイシングテープなどをウエハ１００の径方向に拡張させる、または板状のブレードの端面を仮想的な分割予定線２２に押し当てることにより亀裂２１が生じている部位において割断する方法を用いることができる。

【0031】

＜実施形態２＞
以下、本発明の実施形態２に係る発光素子の製造方法を説明する。上述した実施形態１では、レーザ光を第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に走査するときに同様の加工条件で行うのに対して、実施形態２では、第１方向Ｌ１と第２方向Ｌ２とで加工条件を変更して行う点で主に実施形態１と異なっている。

【0032】

本実施形態では、レーザ光をウエハ１００に照射して改質領域２０の形成及び誘電体多層膜１３の除去を行う工程において、レーザ光を第１方向Ｌ１に沿って走査する、つまりサファイア基板のａ軸に平行な方向に沿って走査するとき、図１０に示すように、改質領域２０が第１の主面１０ａに達するように形成する。ここで、サファイア基板に対して、ａ軸に平行な方向に沿ってレーザ光を走査する場合、改質領域２０からの亀裂２１が、サファイア基板のｍ面に対して傾斜して形成されやすい。そのため、レーザ光を照射し誘電体多層膜１３を除去したとしても、亀裂２１が第１の主面１０ａのうち誘電体多層膜１３が除去された領域に到達しない場合がある。つまり、第１の主面１０ａのうち誘電体多層膜１３が設けられている領域に亀裂２１が到達する場合がある。このような亀裂２１が形成された状態でウエハ１００を割断すると、ウエハ１００を割断することで得られる発光素子３０の一部、あるいは発光素子３０に残すべき誘電体多層膜１３の一部に欠けが生じてしまう。しかしながら、本実施形態では、改質領域２０を第１の主面１０ａに達するように形成していることで、亀裂２１がサファイア基板のｍ面に対して傾斜して形成されることなく、誘電体多層膜１３が除去されている領域にてウエハ１００を割断することができる。その結果、ウエハ１００を割断するときに生じる誘電体多層膜１３の欠けを低減できる。

【0033】

一方で、レーザ光を第２方向Ｌ２、つまりサファイア基板のｍ軸に平行な方向に沿って走査するときは、改質領域２０を第１の主面１０ａに達しないように形成する。上述したレーザ光をサファイア基板のａ軸に平行な方向に沿って走査する場合に比較して、サファイア基板のｍ軸に平行な方向に沿って走査する場合、改質領域２０からの亀裂２１がサファイア基板のａ面に対して傾斜して形成されにくい。また、改質領域２０を第１の主面１０ａに達するように形成した場合、第１の主面１０ａに現れる改質領域２０ががたがたに形成される傾向にある。このようなウエハ１００を割断した場合、得られる発光素子３０の周縁部にがたがたとした形状が形成される、あるいは欠けが生じるおそれがある。そのため、改質領域２０を、第１方向Ｌ１においては第１の主面１０ａに達するように形成し、第２方向Ｌ２においては第１の主面１０ａに達しないように形成することで、第１方向Ｌ１においては誘電体多層膜１３の欠けを低減しつつ、第２方向Ｌ２においては基板１０の周縁部における形状の悪化を低減できる。

【0034】

実施形態２においても、実施形態１と同様の効果を奏することができる。

【0035】

＜実施例＞
次に、実施例に係る発光素子の製造方法について説明する。

【0036】

まず、基板１０としてのサファイア基板を用い、その基板１０の第１の主面１０ａ上に誘電体多層膜１３としての２１層の誘電体膜の積層膜が形成され、第２の主面１０ｂ上に半導体構造１１としての複数の窒化物半導体層が形成されたウエハを準備した。ここでは、厚さ２００μｍのサファイア基板を用い、誘電体多層膜１３としては、ＳｉＯ_２膜を１１層、ＴｉＯ_２膜を１０層交互に積層した積層膜を用いた。改質領域２０の形成及び誘電体多層膜１３の除去に用いるレーザ光を透過し、半導体構造１１からの光のピーク波長を有する光を反射するように、誘電体多層膜１３の光学設計を行った。

【0037】

次に、第１の主面１０ａに側から、レーザ光を第１方向Ｌ１および第２方向Ｌ２に沿った複数の分割予定線２２に沿って走査しながら照射した。このときの加工条件を以下に示す。
「加工条件」
レーザ光のピーク波長：約１０００ｎｍ
第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に沿った走査時のレーザ光のピークパワー：約７．９ＭＷ
第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に沿った走査時のレーザ光のパルス幅：７００ｆｓｅｃ
第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に沿った走査時のレーザ光のパルスエネルギー：５．５μＪ
第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に沿った走査時のレーザショット間隔：２．０μｍ
第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に沿ってレーザ光を集光させる位置：第１の主面１０ａ側から５０μｍ
レーザ光のそれぞれの分割予定線に対する走査回数：４回
なお、レーザショット間隔は、複数の改質領域２０のうち、隣接する改質領域２０を形成するときにレーザ光を集光させる集光位置の間隔を意味する。また、レーザショット間隔は、レーザ光の走査時の送り速度と繰り返し周波数とにより適宜調整できる。

【0038】

以上の加工条件によりレーザ光を照射することで、分割予定線２２に沿って基板１０の内部に改質領域２０を形成すると同時に、分割予定線２２上に設けられた誘電体多層膜１３を除去した。

【0039】

その後、改質領域２０を形成した部位において、ウエハ１００を割断し、複数の発光素子３０を得た。

【0040】

（比較例）
比較例に係る発光素子の製造方法では、レーザ光を照射することによる改質領域の形成及び誘電体多層膜の除去における加工条件を変更したこと以外は実施例と同様とした。具体的な加工条件の変更としては、実施例では第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に沿った走査時のレーザ光のピークパワーを約７．９ＭＷとしたのに対して、比較例ではレーザ光のピークパワーを約５．０ＭＷとした。なお、比較例において、レーザ光のパルス幅を１０００ｆｓｅｃ、パルスエネルギーを５．０μＪとした。

【0041】

比較例では、基板の内部へ改質領域を形成することはある程度可能であったが、誘電体多層膜を除去することができず、分割予定線上に誘電体多層膜が残存し、レーザ光が照射されたことにより変色した状態であった。

【0042】

比較例において、レーザ光の照射により誘電体多層膜を除去できなかった理由は、誘電体多層膜に照射されるレーザ光のエネルギー密度が実施例に比較して低かったためであると考えられる。そのため、誘電体多層膜１３の除去には至らなかったと推測される。

【0043】

以上のとおり、比較例に係る発光素子の製造方法では改質領域２０を形成すると同時に誘電体多層膜１３を除去することはできなかった。また、比較例に係る発光素子の製造方法で得られた発光素子に設けられた誘電体多層膜の周縁部には、実施例に係る発光素子の製造方法で得られた発光素子３０に設けられた誘電体多層膜１３に比較して、欠けが生じやすい傾向にあった。

【0044】

以上、本発明に係る発光素子について、実施形態１、２、及び実施例により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0045】

１００ ウエハ
１０ 基板
１０ａ 基板の第１の主面
１０ｂ 基板の第２の主面
１１ 半導体構造
１１ｎ ｎ側半導体層
１１ａ 活性層
１１ｐ ｐ側半導体層
１２ｐ ｐ電極
１２ｎ ｎ電極
１３ 誘電体多層膜
１４ 発光素子領域
１５ 絶縁膜
２０ 改質領域
２０ａ 第１改質領域
２０ｂ 第２改質領域
２１ 亀裂
２２ 分割予定線
３０ 発光素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】