特許 6579397 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】6579397

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】発光素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/16 20100101AFI20190912BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20190912BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20190912BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/16

   B23K26/53

   H01L21/78 B

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-165584(P2017-165584)

(22)【出願日】2017年8月30日

(65)【公開番号】特開2019-46862(P2019-46862A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2018年11月28日

【早期審査対象出願】

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157901

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】山口 一樹

(72)【発明者】

【氏名】竹田 陽樹

(72)【発明者】

【氏名】住友 新隆

【審査官】 大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０５１２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４７９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０６３３４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１２２４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７８４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０３３９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１８４７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３０４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１９０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１０３６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４７１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３５８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６３４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５１２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２７１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４３７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０９８１８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１６５８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６５８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２３４１６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００ − ３３／６４

Ｈ０１Ｓ ５／００ − ５／５０

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面及び第２面を有する基板と、前記第２面に設けられた半導体構造と、を含むウェーハの前記基板にレーザ光を照射し、前記基板の内部に複数の改質領域を形成するレーザ光照射工程と、
前記レーザ光照射工程の後に前記ウェーハを複数の発光素子に分離する分離工程と、
を備え、
前記レーザ光照射工程は、
複数の第１線に沿って前記レーザ光を走査する第１照射工程であって、前記複数の第１線は、前記第１面に平行な第１方向に延び、前記第１面に平行で前記第１方向と交差する第２方向に並ぶ、前記第１照射工程と、
複数の第２線に沿って前記レーザ光を走査する第２照射工程であって、前記複数の第２線は、前記第２方向に延び、前記第１方向に並ぶ、前記第２照射工程と、
を含み、
前記複数の第１線の前記第２方向における第１ピッチは、前記複数の第２線の前記第１方向における第２ピッチよりも大きく、
前記第１照射工程における複数の第１線の１つに沿った前記レーザ光の照射において、前記レーザ光は、前記第１方向に沿う複数の第１位置に照射され、前記第１方向に沿う前記複数の第１位置の第１照射ピッチは、２．０μｍ以下であり、
前記分離工程は、
前記複数の第２線に沿って前記ウェーハを複数のバーに分離する第１分離工程と、
前記第１分離工程の後に前記複数の第１線に沿って前記バーを前記複数の発光素子に分離する第２分離工程と、
を含み、
前記第２照射工程における複数の第２線の１つに沿った前記レーザ光の照射において、前記レーザ光は、前記第２方向に沿う複数の第２位置に照射され、前記第２方向に沿う前記複数の第２位置の第２照射ピッチは、３．０μｍ以上３．５μｍ以下であり、
前記基板は、サファイアからなり、
前記第１方向は、前記基板のａ軸に沿い、前記第２方向は、前記基板のｍ軸に沿う、発光素子の製造方法。

【請求項2】

前記第２ピッチは、３００μｍ以下である、請求項１記載の発光素子の製造方法。

【請求項3】

前記第１照射工程及び前記第２照射工程における前記レーザ光の出力は、１００ｍＷ以上１５０ｍＷ以下である、請求項１または２に記載の発光素子の製造方法。

【請求項4】

前記第１照射工程の後に、前記第２照射工程が実施される、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。

【請求項5】

前記第１ピッチは、１ｍｍ以上である、請求項１〜４のいずれか１つ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】

基板上に発光層となる化合物半導体を積層した発光素子を製造する方法において、レーザ照射することによって、素子分離線を形成する方法が提案されている。発光素子の製造方法において、生産性の向上が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許５１１９４６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、生産性を向上できる発光素子の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様によれば、発光素子の製造方法は、レーザ光照射工程と、分離工程と、を含む。前記レーザ照射工程は、第１面及び第２面を有する基板と、前記第２面に設けられた半導体構造と、を含むウェーハの前記基板にレーザ光を照射し、前記基板の内部に複数の改質領域を形成する。前記分離工程は、前記レーザ光照射工程の後に前記ウェーハを複数の発光素子に分離する。前記レーザ光照射工程は、複数の第１線に沿って前記レーザ光を走査する第１照射工程と、複数の第２線に沿って前記レーザ光を走査する第２照射工程と、を含む。前記複数の第１線は、前記第１面に平行な第１方向に延び、前記第１面に平行で前記第１方向と交差する第２方向に並ぶ。前記複数の第２線は、前記第２方向に延び、前記第１方向に並ぶ。前記複数の第１線の前記第２方向における第１ピッチは、前記複数の第２線の前記第１方向における第２ピッチよりも大きい。前記第１照射工程における複数の第１線の１つに沿った前記レーザ光の照射において、前記レーザ光は、前記第１方向に沿う複数の第１位置に照射され、前記第１方向に沿う前記複数の第１位置の第１照射ピッチは、２．０μｍ以下である。前記分離工程は、前記複数の第２線に沿って前記ウェーハを複数のバーに分離する第１分離工程と、前記第１分離工程の後に前記複数の第１線に沿って前記バーを前記複数の発光素子に分離する第２分離工程と、を含む。前記第２照射工程における複数の第２線の１つに沿った前記レーザ光の照射において、前記レーザ光は、前記第２方向に沿う複数の第２位置に照射され、前記第２方向に沿う前記複数の第２位置の第２照射ピッチは、３．０μｍ以上３．５μｍ以下である。前記基板は、サファイアからなる。前記第１方向は、前記基板のａ軸に沿い、前記第２方向は、前記基板のｍ軸に沿う。

【発明の効果】

【0006】

本発明の一態様によれば、生産性を向上できる発光素子の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る発光素子の製造方法を例示するフローチャートである。

【図2】実施形態に係る発光素子の製造方法で用いられるウェーハを例示する模式図である。

【図3】実施形態に係る発光素子の製造方法で用いられるウェーハを例示する模式図である。

【図4】実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式図である。

【図5】実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式的平面図である。

【図6】実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式的平面図である。

【図7】実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式的平面図である。

【図8】実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式的平面図である。

【図9】発光素子の分離に関する実験結果を例示するグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0009】

図１は、実施形態に係る発光素子の製造方法を例示するフローチャートである。
図２及び図３は、実施形態に係る発光素子の製造方法で用いられるウェーハを例示する模式図である。図２は、図３のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、図２の矢印ＡＲから見た平面図である。

【0010】

図１に示すように、実施形態に係る発光素子の製造方法は、レーザ光照射工程（ステップＳ１１０）及び分離工程（ステップＳ１２０）を含む。レーザ光照射工程は、第１照射工程（ステップＳ１１１）及び第２照射工程（ステップＳ１１２）を含む。分離工程は、第１分離工程（ステップＳ１２１）及び第２分離工程（ステップＳ１２２）を含む。

【0011】

レーザ照射工程においては、ウェーハにレーザ光を照射する。以下、ウェーハの例について説明する。

【0012】

図２及び図３に示すように、ウェーハ５０Ｗは、基板５０及び半導体構造５１を含む。基板５０は、第１面５０ａ及び第２面５０ｂを有する。第２面５０ｂは、第１面５０ａとは反対側の面である。半導体構造５１は、例えば、第２面５０ｂに設けられる。

【0013】

半導体構造５１は、例えば、ｎ形半導体層、活性層及びｐ形半導体層を含む。ｐ形半導体層と基板５０との間にｎ形半導体層が位置する。ｐ形半導体層とｎ形半導体層との間に活性層が位置する。半導体構造５１は、例えば、Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ＜１）等の窒化物半導体を含む。活性層が発する光のピーク波長は、例えば、３６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である。

【0014】

第２面５０ｂから第１面５０ａに向かう方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。第１面５０ａ及び第２面５０ｂは、Ｘ−Ｙ平面に沿って広がる。Ｚ軸方向は、基板５０の厚さ方向（例えば、深さ方向）に対応する。

【0015】

図３に示すように、半導体構造５１は、例えば、複数の領域５１ｒを含む。複数の領域５１ｒそれぞれが１つの発光素子に対応する。複数の領域５１ｒは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に並ぶ。

【0016】

第１方向Ｄ１は、第１面５０ａに平行な１つの方向である。第２方向Ｄ２は、第１面５０ａに平行で、第１方向Ｄ１と交差する。第２方向Ｄ２は、例えば、第１方向Ｄ１に対して垂直である。この例では、第１方向Ｄ１は、Ｙ軸方向に沿う。第２方向Ｄ２は、Ｘ軸方向に沿う。

【0017】

例えば、基板５０は、例えば、サファイアからなる。基板５０は、例えば、サファイア基板（例えば、ｃ面サファイア基板）である。基板５０において、第１面５０ａは、ｃ面に対して傾斜していても良い。基板５０がサファイア基板である場合、１つの例において、第１方向Ｄ１は、サファイア基板のａ軸に沿う。このとき、第２方向Ｄ２は、サファイア基板のｍ軸に沿う。

【0018】

基板５０は、オリエンテーションフラット５５を有する。この例では、オリエンテーションフラット５５の延びる方向は、ウェーハ５０Ｗの第２方向Ｄ２に沿っている。実施形態において、第１方向Ｄ１と、オリエンテーションフラット５５の延びる方向と、の関係は、任意である。第２方向Ｄ２と、オリエンテーションフラット５５の延びる方向と、の関係は、任意である。

【0019】

このようなウェーハ５０Ｗにレーザ光が照射される。ウェーハ５０Ｗが複数の領域５１ｒの境界に沿って分離される。複数の領域５１ｒから複数の発光素子が得られる。

【0020】

図４は、実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式図である。
図４は、レーザ光の照射を例示している。図４に示すように、ウェーハ５０Ｗの基板５０に、レーザ光６１が照射される。この例では、レーザ光６１は、第１面５０ａから基板５０に入射する。

【0021】

レーザ光６１は、パルス状に出射される。レーザ光源として、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、チタンサファイアレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ_４レーザ、または、Ｎｄ：ＹＬＦレーザなどが用いられる。レーザ光６１の波長は、基板５０を透過する光の波長である。レーザ光６１は、例えば、８００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有するレーザ光である。

【0022】

レーザ光６１は、Ｘ−Ｙ平面に平行な方向に沿って走査される。例えば、レーザ光６１と、基板５０と、の相対的な位置が、Ｘ−Ｙ平面に平行な方向に沿って変更される。レーザ光６１の集光点のＺ軸方向に沿う位置（基板５０を基準にしたときの位置）が変更可能でも良い。

【0023】

例えば、基板５０の第１面５０ａに沿う１つの方向に沿って、レーザ光６１が、離散的に照射される。レーザ光６１が照射された複数の位置は、その１つの方向に沿って互いに離れている。レーザ光６１が照射された複数の位置は、１つのピッチ（レーザ照射ピッチＬｐ）で並ぶ。レーザ照射ピッチＬｐは、レーザ光６１のショット間ピッチに対応する。

【0024】

レーザ光６１の照射により、基板５０の内部に、複数の改質領域５３が形成される。レーザ光６１は基板５０の内部に集光される。基板５０の内部の特定の深さの位置において、レーザ光６１によるエネルギーが集中する。これにより、複数の改質領域５３が形成される。複数の改質領域５３を形成するときにおけるレーザ光６１の集光点のピッチは、レーザ照射ピッチＬｐに対応する。改質領域５３は、例えば、基板５０の内部において、レーザ照射により脆化した領域である。

【0025】

複数の改質領域５３から、例えば、亀裂が進展する。亀裂は、基板５０のＺ軸方向に伸展する。亀裂は、基板５０の分離の開始位置となる。例えば、後述する分離工程において、力（例えば、荷重、または衝撃など）が加わる。これにより、亀裂に基づいて、基板５０が分離される。

【0026】

このように、レーザ光照射工程（ステップＳ１１０）においては、基板５０にレーザ光６１を照射して、基板５０の内部に複数の改質領域５３を形成する。レーザ照射が、例えば、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿って行われる。

【0027】

そして、分離工程（ステップＳ１２０）においては、レーザ光照射工程の後に、ウェーハ５０Ｗを複数の発光素子に分離する。例えば、２つの方向に沿った分離を行うことで、ウェーハ５０Ｗが複数の発光素子に分離される。

【0028】

以下、レーザ光照射工程の例について説明する。
図５は、実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式的平面図である。
図５は、第１照射工程（ステップＳ１１１）を例示している。図５に示すように、第１照射工程においては、複数の第１線Ｌ１に沿ってレーザ光６１を走査する。

【0029】

複数の第１線Ｌ１は、第１方向Ｄ１に延び、第２方向Ｄ２に並ぶ。既に説明したように、第１方向Ｄ１は、第１面５０ａに平行である。第２方向Ｄ２は、第１面５０ａに平行で、第１方向Ｄ１と交差する。複数の第１線Ｌ１は、第１ピッチＰ１で並ぶ。第１ピッチＰ１は、第２方向Ｄ２において隣接する２つの第１線Ｌ１が第２方向Ｄ２に沿う距離である。

【0030】

複数の第１線Ｌ１は、例えば、第２方向Ｄ２に並ぶ複数の領域５１ｒ（図３参照）どうしの間の境界に沿う。

【0031】

図５に示すように、複数の第１線Ｌ１の１つに沿ったレーザ光６１の照射において、レーザ光６１は、複数の第１位置６１ａに照射される。複数の第１位置６１ａは、第１方向Ｄ１に沿って並ぶ。複数の第１位置６１ａのピッチは、第１照射ピッチＬｐ１に対応する。第１照射ピッチＬｐ１は、第１方向Ｄ１において隣接する２つの第１位置６１ａが第１方向Ｄ１に沿う距離である。

【0032】

実施形態においては、第１照射ピッチＬｐ１は、例えば、２．０μｍ以下である。これにより、下記で詳述するように、分離工程における破断強度を十分に上昇させることができる。

【0033】

図６は、実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式的平面図である。
図６は、第２照射工程（ステップＳ１１２）を例示している。図６に示すように、第２照射工程においては、複数の第２線Ｌ２に沿ってレーザ光６１を走査する。

【0034】

複数の第２線Ｌ２は、第２方向Ｄ２に延びる。複数の第２線Ｌ２は、第１方向Ｄ１において、第２ピッチＰ２で並ぶ。第２ピッチＰ２は、第１方向Ｄ１において隣接する２つの第２線Ｌ２が第１方向Ｄ１に沿う距離である。

【0035】

複数の第２線Ｌ２は、例えば、第１方向Ｄ１に並ぶ複数の領域５１ｒ（図３参照）どうしの間の境界に沿う。

【0036】

第２照射工程における複数の第２線Ｌ２の１つに沿ったレーザ光６１の照射において、レーザ光６１は、複数の第２位置６１ｂに照射される。複数の第２位置６１ｂは、第２方向Ｄ２に沿って並ぶ。複数の第２位置６１ｂのピッチは、第２照射ピッチＬｐ２に対応する。第２照射ピッチＬｐ２は、第２方向Ｄ２において隣接する２つの第２位置６１ｂが第２方向Ｄ２に沿う距離である。

【0037】

１つの例において、第１照射ピッチＬｐ１は、第２照射ピッチＬｐ２よりも小さい。これにより、下記で詳述するように、分離工程におけるウェーハの意図しない分離を抑制できる。

【0038】

実施形態において、第１ピッチＰ１（図５参照）は、第２ピッチＰ２（図６参照）よりも大きい。

【0039】

以下、分離工程の例について説明する。
図７は、実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式的平面図である。
図７は、第１分離工程を例示している。第１分離工程においては、複数の第２線Ｌ２に沿って、ウェーハ５０Ｗを複数のバー５２に分離する。例えば、ブレードを用いて、荷重を第２線Ｌ２に沿ってウェーハ５０Ｗに加えることにより、ウェーハ５０Ｗが、複数のバー５２に分離される。実施形態において、１つのバー５２は、複数の領域５１ｒが第２方向Ｄ２に並んだ状態である。

【0040】

図８は、実施形態に係る発光素子の製造方法の一部を例示する模式的平面図である。
図８は、第２分離工程を例示している。第２分離工程は、第１分離工程の後に行われる。第２分離工程は、第１分離工程の後に、複数の第１線Ｌ１に沿って、バー５２を複数の発光素子５１ｅに分離する。例えば、ブレードを用いて、荷重を第１方向Ｄ１に沿ってバー５２（ウェーハ５０Ｗ）に加えることにより、バー５２が、複数の発光素子５１ｅに分離される。

【0041】

上記の分離は、例えば、割断により実行される。

【0042】

既に説明したように、実施形態においては、第１ピッチＰ１は、第２ピッチＰ２よりも大きい。上記の製造方法により得られる複数の発光素子５１ｅの１つにおいて、第２方向Ｄ２に沿う長さは、第１方向Ｄ１に沿う長さよりも長い。複数の発光素子５１ｅの１つは、長辺と短辺とを有する。長辺の長さが、第１ピッチＰ１に実質的に対応する。短辺の長さは、第２ピッチＰ２に対応する。

【0043】

実施形態においては、第１分離工程を実施した後に第２分離工程を実施する。例えば、長辺に沿った個片化予定線（第２線Ｌ２）に沿って分離する。この後、短辺に沿った個片化予定線（第１線Ｌ１）に沿って分離する。

【0044】

一方、第１線Ｌ１に沿って分離した後に、第２線Ｌ２に沿って分離することもできる。この場合は、第１線Ｌ１に沿って分離した後に、第２線Ｌ２に沿った分離をすることが難しい傾向にある。つまり、短辺に沿った個片化予定線に沿って分離した後、長辺に沿った個片化予定線に沿って分離をすることが難しい。これは、短辺に沿って分離したウェーハを、さらに細かい長辺に沿って分離することが難しいためである。

【0045】

実施形態においては、第１分離工程を実施した後に第２分離工程を実施する。これにより、基板５０を複数の発光素子に分離しやすい。

【0046】

短辺に沿った個片化予定線に沿って分離するときに比べて、長辺に沿った個片化予定線に沿って分離するときの方が、意図しない分離が生じやすい。つまり、分離工程の際に、長辺よりも短辺の方が意図しない分離が生じやすい。実施形態においては、長辺に沿った個片化予定線に沿って分離する場合であっても短辺における意図しない分離が抑制できる。

【0047】

さらに、実施形態においては、第１線Ｌ１に沿う第１照射ピッチＬｐ１は、２．０μｍ以下と小さくされる。これにより、第１分離工程における意図しない第１線Ｌ１に沿った分離が抑制される。

【0048】

後述するように、第１照射ピッチＬｐ１を小さくすることで、第１線Ｌ１に沿う破断強度を上げることができる。これにより、例えば、第１線Ｌ１に沿う分離が生じ難くなる。例えば、第１分離工程における衝撃によって意図しない分離が生じることが、さらに抑制できる。

【0049】

実施形態においては、第２照射工程におけるレーザ光６１の照射において、レーザ光６１は、第２照射ピッチＬｐ２で照射される。実施形態において、第２照射ピッチＬｐ２は、第１照射ピッチＬｐ１よりも大きいことが好ましい。

【0050】

第２線Ｌ２に沿うレーザ光６１の照射において、第２照射ピッチＬｐ２が大きいことにより、第２線Ｌ２に沿う破断強度が低くなる。その結果、第２線Ｌ２に沿う分離が容易になる。

【0051】

例えば、第２線Ｌ２に沿う分離（第１分離工程）において、ブレードなどによる荷重を小さくしても、第２線Ｌ２に沿う分離が実施できる。小さい荷重により第２線Ｌ２に沿う分離が行えるため、第１線Ｌ１にかかる荷重も小さくなり意図せずに第１線Ｌ１に沿った分離が生じることが、より抑制できる。

【0052】

例えば、第２照射ピッチＬｐ２は、例えば、３．０μｍ以上３．５μｍ以下である。このような第２照射ピッチＬｐ２を用いることにより、意図しない分離の発生が安定して抑制できる。

【0053】

例えば、２つの方向に沿った２つの分離工程において、例えば、不均一な荷重が基板５０に加わることで、意図しない分離が生じる。意図しない分離により、基板の欠けなどの不良が生じる。実施形態においては、一方のレーザ照射の条件として、他方のレーザ照射の条件よりも分離し難い条件が採用される。これにより、意図しない分離が抑制される。

【0054】

２つの方向に沿った２つの分離工程において、一方の方向に沿う分離のし易さが、他方の方向に沿う分離のし易さと異なる場合がある。例えば、基板５０の結晶方位の方向に応じて、分離のし易さが異なる場合がある。このような場合において、分離のし易さの差を小さくしようとする参考例がある。

【0055】

これに対して、実施形態においては、一方のレーザ照射の条件として、他方のレーザ照射の条件よりも分離し難い条件を採用する。すなわち、第１レーザ照射工程における第１照射ピッチＬｐ１、を第２レーザ照射工程における第２照射ピッチＬｐ２よりも小さくする。第１レーザ照射工程で形成される複数の改質領域５３により、第１線Ｌ１に沿った分離がされ難い状態となる。これにより、第２分離工程で分離されるべき部分が、第１分離工程において、意図せず分離されることが抑制される。

【0056】

実施形態においては、第１分離工程と、第２分離工程と、が行われる場合において、分離（割断）の順序に応じて、レーザ照射ピッチＬｐが適切に設定される。これにより、意図しない分離が抑制できる。

【0057】

実施形態によれば、生産性を向上できる発光素子の製造方法が提供できる。

【0058】

以下、レーザ照射した後のウェーハ５０Ｗにおける破断強度に関する実験結果の例について説明する。実験における試料は、基板５０（サファイア基板）と窒化物半導体が積層された半導体構造５１（図２参照）とを含む。試料の厚さは、約１２０μｍである。試料の平面形状は長方形であり、主面の１つの辺（長辺）の長さは、２２００μｍであり、別の辺（短辺）の長さは、２０００μｍである。試料の長辺に対して平行な中心線に沿って、試料にレーザ光６１が照射される。実験においては、レーザ照射ピッチＬｐが、１μｍ〜３．５μｍの間で０．５μｍごとに変更される。実験においては、サファイア基板のｍ軸に沿ってレーザ光６１が照射される場合と、サファイア基板のａ軸に沿ってレーザ光６１が照射される場合と、の２種の条件が採用される。レーザ光６１のパルス周期は一定であり、レーザ光６１の走査速度を変更することで、レーザ照射ピッチＬｐが変更される。レーザ光６１は、ＹＡＧレーザから出射される。レーザ光６１の波長は、１０４０ｎｍである。

【0059】

種々のレーザ照射ピッチＬｐでレーザ光６１が照射された試料について、破断強度を測定した。破断強度の測定において、曲げ試験を行った。試料に３点曲げ荷重が加えられ、破断するときの荷重を、破断強度とした。

【0060】

図９は、発光素子の分離に関する実験結果を例示するグラフである。
図９の横軸は、レーザ照射ピッチＬｐ（μｍ）である。縦軸は、破断強度Ｆ１（ニュートン：Ｎ）である。図９には、ａ軸方向に沿ってレーザ光６１を照射したときの破断強度Ｆ１の値が、丸印で示されている。ｍ軸に沿ってレーザ光６１を照射したときの破断強度Ｆ１の値が、三角印で示されている。ａ軸方向に沿ってレーザ光６１を照射したときの破断強度Ｆ１の値の平均値が、四角印で示されている。

【0061】

図９に示すように、レーザ照射ピッチＬｐが小さいと、破断強度Ｆ１が高くなった。図９の結果から、レーザ照射ピッチＬｐが３μｍである場合に、ｍ軸方向に沿うレーザ照射と、ａ軸に沿うレーザ照射と、において、実質的に同様の傾向が観察される。

【0062】

図９から分かるように、レーザ照射ピッチＬｐが２．５μｍ以下になると、破断強度Ｆ１が上昇し始める。レーザ照射ピッチＬｐが２．０μｍ以下になると、破断強度Ｆ１の上昇が顕著となった。一方、レーザ照射ピッチＬｐが３．０μｍ以上３．５μｍ以下においては、破断強度Ｆ１は、安定して低くなった。

【0063】

以上から、第１照射ピッチＬｐ１は、２．０μｍ以下であることが好ましい。第２照射ピッチＬｐ２は、３．０μｍ以上（３．５μｍ以下）であることが好ましい。これにより、第１レーザ照射の破断強度Ｆ１と、第２レーザ照射の破断強度Ｆ１と、の間において、大きな差が得られる。

【0064】

図９から分かるように、レーザ照射ピッチＬｐが１．５μｍ以下のときの破断強度Ｆ１の最小値は、レーザ照射ピッチＬｐが３．０μｍ以下のときの最大値よりも大きい。

【0065】

このことから、第１照射ピッチＬｐ１は、１．５μｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、ばらつきを含めても、破断強度Ｆ１において、十分な差が得られる。

【0066】

このように実施形態においては、分離（割断）の順序に応じて、レーザ照射ピッチＬｐが適切に設定される。これにより、意図しない分離が抑制できる。
本発明者らは、レーザ照射ピッチを狭くすることで基板が割れやすくなると考えていた。しかしながら、上述のとおり、実際には、レーザ照射ピッチを狭くすることで破断強度Ｆ１が上昇し、基板が分離されにくくなることが分かった。分離されにくくなった理由としては、レーザ光の走査線上における基板の内部に複数の改質領域が密に形成され、それらが互いに重なり合うことで基板の分離が抑制されたと考えられる。

【0067】

実施形態において、第２ピッチＰ２は、３００μｍ以下であることが好ましい。例えば、第２ピッチＰ２が、３００μｍよりも小さいときには、第１分離工程において、意図せずに、第１線Ｌ１に沿った分離が生じやすい傾向がある。実施形態においては、第１照射ピッチＬｐ１を所定の値とすることで、第２ピッチＰ２が３００μｍ以下のときであっても、意図しない分離が抑制される。

【0068】

実施形態において、第１ピッチＰ１は、１ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

【0069】

実施形態において、第１照射工程及び第２照射工程におけるレーザ光６１の出力は、１００ｍＷ以上１５０ｍＷ以下であることが好ましい。出力が１５０ｍＷよりも高いと、例えば、半導体構造５１（例えば、発光素子５１ｅ）にダメージが生じる場合がある。出力が１００ｍＷよりも低いと、例えば、改質領域５３が形成し難くなる、または、改質領域５３からの亀裂が伸展し難くなる。このため、基板５０の分離が困難になる。出力が１００ｍＷ以上１５０ｍＷ以下のときに、例えば、半導体構造５１へのダメージを抑制しつつ、容易な分離が可能になる。

【0070】

実施形態においては、第１照射工程の後に、第２照射工程が実施されることが好ましい。既に説明したように、第１照射工程における複数の第１線Ｌ１の第１ピッチＰ１は、第２照射工程における複数の第２線Ｌ２の第２ピッチＰ２よりも大きい。例えば、単位面積当たりの複数の第１線Ｌ１の数は、単位面積当たりの複数の第２線Ｌ２の数よりも小さい。

【0071】

既に説明したように、レーザ光６１の照射により複数の改質領域５３が形成され、複数の改質領域５３から生じる亀裂が進展して、基板５０が分離される。レーザ光６１の走査の回数が多いと、改質領域５３も多くなりやすく、基板５０の内部の応力（例えば、圧縮応力）が大きくなる。基板５０の内部の圧縮応力が大きい状態においては、改質領域５３が形成されたとしても、改質領域５３から生じる亀裂が伸展し難い。このため、基板５０は、分離し難い。基板５０の内部の圧縮応力が小さいときに、基板５０は分離し易い。

【0072】

走査回数が少ない第１照射工程を先に行うことで、基板内部における圧縮応力が比較的小さい状態で、次の第２照射工程を行える。例えば、走査回数が多い第２照射工程の後に、走査回数が少ない第１照射工程を行う場合、圧縮応力が強く働いている状態で、第１照射工程が行われることになる。この場合、第１照射工程で形成した改質領域５３を形成しても亀裂が伸展しにくいため、基板の割断を行うことが難しい。実施形態においては、第１照射工程と第２照射工程とにおける改質領域からの亀裂が伸展し難くなることを抑制できる。これにより、基板５０を分離しやすい。

【0073】

（実施例）
実施例において、ウェーハ５０Ｗとしてサファイア基板上に、窒化物半導体を含む半導体構造５１が設けられた。サファイア基板の厚さは、１２０μｍである。レーザ光６１の波長は、約１０６０ｎｍである。レーザ光６１の出力は、１００ｍＷ〜１５０ｍＷ程度である。

【0074】

レーザ光照射工程において、第１方向Ｄ１は、サファイア基板のａ軸に対して平行である。第２方向Ｄ２は、サファイア基板のｍ軸に対して平行である。第１ピッチＰ１は、１１００μｍである。第２ピッチＰ２は、２００μｍである。第１条件において、第１照射ピッチＬｐ１は、１．５μｍであり、第２照射ピッチＬｐ２は、３．０μｍである。

【0075】

分離工程において、第２線Ｌ２に沿った第１分離工程を行い、その後に、第１線Ｌ１に沿った第２分離工程を行った。

【0076】

意図しない割れが発生し、発光素子が欠けるなどの状態を不良であると判定した。実施例において、不良が生じた割合は、０．５％であった。

【0077】

（参考例）
参考例においては、第１照射ピッチＬｐ１が、３．０μｍである。参考例におけるこれ以外の条件は、上記の実施例と同じである。参考例において、不良が生じた割合は２．０％であった。実施例における製造方法により、不良を抑制し生産性を向上させることができる。

【0078】

実施形態によれば、生産性を向上できる発光素子の製造方法を提供できる。

【0079】

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

【0080】

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、発光素子の製造方法で用いられるウェーハ、基板、半導体構造、発光素子及びレーザなどのそれぞれの具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

【0081】

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

【0082】

その他、本発明の実施の形態として上述した発光素子の製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての発光素子の製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

【0083】

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0084】

５０…基板、 ５０Ｗ…ウェーハ、 ５０ａ…第１面、 ５０ｂ…第２面、 ５１…半導体構造、 ５１ｅ…発光素子、 ５１ｒ…領域、 ５２…バー、 ５３…改質領域、 ５５…オリエンテーションフラット、 ６１…レーザ光、 ６１ａ、６１ｂ…第１、第２位置、 ＡＲ…矢印、 Ｄ１、Ｄ２…第１、第２方向、 Ｆ１…破断強度、 Ｌ１、Ｌ２…第１、第２線、 Ｌｐ…レーザ照射ピッチ、 Ｌｐ１、Ｌｐ２…第１、第２照射ピッチ、 Ｐ１、Ｐ２…第１、第２ピッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】