特許第6791208号(P6791208)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】6791208
(24)【登録日】2020年11月9日
(45)【発行日】2020年11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 33/48 20100101AFI20201116BHJP
   H01L 21/301 20060101ALI20201116BHJP
【FI】
   H01L33/48
   H01L21/78 Q
   H01L21/78 M
   H01L21/78 W
【請求項の数】3
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2018-97828(P2018-97828)
(22)【出願日】2018年5月22日
(65)【公開番号】特開2019-204842(P2019-204842A)
(43)【公開日】2019年11月28日
【審査請求日】2020年2月10日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000190149
【氏名又は名称】信越半導体株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100102532
【弁理士】
【氏名又は名称】好宮 幹夫
(74)【代理人】
【識別番号】100194881
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 俊弘
(72)【発明者】
【氏名】石崎 順也
【審査官】 大西 孝宣
(56)【参考文献】
【文献】 特開2014−036060(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2018/0138142(US,A1)
【文献】 特開2003−209295(JP,A)
【文献】 特開2003−098977(JP,A)
【文献】 特開2007−208129(JP,A)
【文献】 特開2014−011445(JP,A)
【文献】 国際公開第2018/005118(WO,A1)
【文献】 特開2017−045898(JP,A)
【文献】 特開2016−195194(JP,A)
【文献】 特開2016−015360(JP,A)
【文献】 特開2015−012081(JP,A)
【文献】 特表2018−511941(JP,A)
【文献】 特開2003−093961(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 33/00 − 33/64
21/301
21/78
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に発光素子が形成された半導体ウェーハを第1のテープに貼り付け、前記半導体ウェーハを複数の発光素子に分割する分割工程と、前記第1のテープを延伸することにより、前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の間の距離を拡張する拡張工程と、前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の間の距離が拡張された状態において、前記複数の発光素子を、前記第1のテープから第2のテープに転写する転写工程と、前記複数の発光素子を実装基板に接合する実装工程を含む発光素子の製造方法であって、
前記分割工程において、前記第1のテープとして、伸縮性のある基材部と糊層からなり、前記糊層が島状に分割されたものを用い、前記島状に分割された糊層に前記複数の発光素子を貼り付け、
前記第1のテープの前記糊層を島状に分割する方法は、前記基材部の上にディスペンス法により島状の糊層を形成することであり、
前記拡張工程において、30〜50℃の範囲で前記第1のテープを温めてから前記第1のテープを延伸することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項2】
前記発光素子を前記実装基板にフリップチップボンディングすることを特徴とする請求項1に記載の発光素子の製造方法。
【請求項3】
前記第1のテープとして、前記基材部がポリ塩化ビニル(PVC)またはポリプロピレン(PP)からなるものを用いることを特徴とする請求項1または請求項2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し、特に発光素子を実装基板に精度良く接合する発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロLEDもしくはミニLEDを実装する際に、ダイスをテープに保持して実装基板に実装する製造方法がある。また、基板に回路(発光素子)を作り込んだ上で実装基板に実装した後、基板を除去する製造方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−311671号公報
【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、前者(ダイスをテープに保持して実装基板に実装)の場合、任意のピッチにダイスを配置する必要があるが、従来のテープエキスパンド法ではダイスピッチの精度が悪かった。その理由は、従来のテープエキスパンド法で用いられるテープは、保持テープ基材と、ダイスを保持するための糊剤からなり(例えば、特許文献1参照)、保持テープ基材のポリプロピレン(PPと言う場合がある)やポリ塩化ビニル(PVCと言う場合がある)の延性は優れるものの、ダイスを保持するための糊材の延性が悪かったためである。
【0005】
テープエキスパンド法では実装基板に合わせて任意のピッチにダイスを配置できないため、後者(基板に回路を作り込んだ上で実装基板に実装した後、基板を除去)の方法では、あらかじめ任意のピッチになるようにダイス間の素子領域を取り除き、ピッチをそろえて実装する1:1転写が行われている。
【0006】
しかし、この方法では、ウェーハ内で発光素子にならない領域が大きくなり、コストアップになる。特に、RGB三種類のLEDを別個に実装して1画素を形成する場合、面積ロスが大きくなる。従って、ウェーハの面積ロスが少なく、かつ、精度の高いダイス実装方法が求められている。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、半導体ウェーハに形成された発光素子をテープエキスパンド法により任意のピッチに精度よく配置することが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】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明は、基板上に発光素子が形成された半導体ウェーハを第1のテープに貼り付け、前記半導体ウェーハを複数の発光素子に分割する分割工程と、前記第1のテープを延伸することにより、前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の間の距離を拡張する拡張工程と、前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の間の距離が拡張された状態において、前記複数の発光素子を、前記第1のテープから第2のテープに転写する転写工程と、前記複数の発光素子を実装基板に接合する実装工程を含む発光素子の製造方法であって、前記分割工程において、前記第1のテープとして、伸縮性のある基材部と糊層からなり、前記糊層が島状に分割されたものを用い、前記島状に分割された糊層に前記複数の発光素子を貼り付けることを特徴とする発光素子の製造方法を提供する。
【0009】
このように、第1のテープの延性の低い糊層がカットされており、かつ、延性の高い基材部上に島状に配置することで、基材部の伸びを阻害することがないため、発光素子のピッチが大きく狂うことが無く、任意のピッチに発光素子を配置することができる。これにより、半導体ウェーハに形成された発光素子をテープエキスパンド法により任意のピッチに精度よく配置することができる。
【0010】
このとき、前記発光素子を前記実装基板にフリップチップボンディングすることができる。
【0011】
発光素子を実装基板にフリップチップボンディングする場合に、本発明を好適に適用することができる。
【0012】
このとき、前記第1のテープとして、前記基材部がポリ塩化ビニル(PVC)またはポリプロピレン(PP)からなるものを用いることが好ましい。
【0013】
第1のテープの基材部として、このような延性に優れたものを用いれば、十分延性のあるテープとすることができる。
【0014】
このとき、前記第1のテープの前記糊層を島状に分割する方法は、前記糊層をブレードまたはレーザーにより切断するか、または前記基材部の上に印刷法若しくはディスペンス法により島状の糊層を形成することが好ましい。
【0015】
このような方法によれば、比較的容易に糊層を島状に分割することができる。
【発明の効果】
【0016】
以上のように、本発明の発光素子の製造方法によれば、第1のテープの延性の低い糊層がカットされており、かつ、延性の高い基材部上に島状に配置することで、基材部の伸びを阻害することがないため、発光素子のピッチが大きく狂うことが無く、任意のピッチに発光素子を配置することができる。これにより、半導体ウェーハに形成された発光素子をテープエキスパンド法により任意のピッチに精度よく配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本発明の発光素子の製造方法を示すフロー図である。
図2】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図である。
図3】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図である。
図4】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図(図3に続く図)である。
図5】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図(図4に続く図)である。
図6】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図(図5に続く図)である。
図7】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図(図6に続く図)である。
図8】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図(図7に続く図)である。
図9】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図(図8に続く図)である。
図10】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図(図9に続く図)である。
図11】本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す工程断面図(図10に続く図)である。
図12】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図である。
図13】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図である。
図14】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図(図13に続く図)である。
図15】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図(図14に続く図)である。
図16】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図(図15に続く図)である。
図17】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図(図16に続く図)である。
図18】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図(図17に続く図)である。
図19】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図(図18に続く図)である。
図20】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図(図19に続く図)である。
図21】本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す工程断面図(図20に続く図)である。
図22】本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す工程断面図である。
図23】本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す工程断面図である。
図24】本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す工程断面図(図23に続く図)である。
図25】本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す工程断面図(図24に続く図)である。
図26】本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す工程断面図(図25に続く図)である。
図27】本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す工程断面図(図26に続く図)である。
図28】本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す工程断面図(図27に続く図)である。
図29】本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す工程断面図(図28に続く図)である。
図30】本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す工程断面図(図29に続く図)である。
図31】位置不良の例(横ずれ、縦ずれ、回転)を示す図である。
図32】実施例1、2及び比較例の位置不良率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0019】
まず、本発明の発光素子の製造方法について、図1を参照しながら説明する。
図1は、本発明の発光素子の製造方法を示すフロー図である。
【0020】
最初に、基板上に発光素子が形成された半導体ウェーハを、伸縮性のある基材部と島状に分割された糊層からなる第1のテープに貼り付け、半導体ウェーハを複数の発光素子に分割する(図1のS11参照)。
このとき、第1のテープとして、基材部がポリ塩化ビニル(PVC)またはポリプロピレン(PP)からなるものを用いることが好ましい。第1のテープの基材部として、このような延性に優れたものを用いれば、十分延性のあるテープとすることができる。
また、第1のテープの糊層を島状に分割する方法は、糊層をブレードまたはレーザーにより切断するか、または基材部の上に印刷法若しくはディスペンス法により島状の糊層を形成することが好ましい。このような方法によれば、比較的容易に糊層を島状に分割することができる。
【0021】
次に、第1のテープを延伸することにより、複数の発光素子のそれぞれの発光素子の間の距離を拡張する(図1のS12参照)。
このとき、第1のテープの延性の低い糊層がカットされており、かつ、延性の高い基材部上に島状に配置されていることで、基材部の伸びを阻害することがないため、発光素子のピッチが大きく狂うことが無く、任意のピッチに発光素子を配置することができる。これにより、半導体ウェーハに形成された発光素子をテープエキスパンド法により任意のピッチに精度よく配置することができる。
【0022】
次に、S12においてそれぞれの間の距離が拡張された複数の発光素子を、第1のテープから第2のテープに転写する(図1のS13参照)。
【0023】
次に、S13において第2のテープに転写された複数の発光素子を実装基板に接合する(図1のS14参照)。
このとき、発光素子を前記実装基板にフリップチップボンディングすることができる。発光素子を前記実装基板にフリップチップボンディングする場合に、本発明を好適に適用することができる。
【0024】
上記で説明した本発明の発光素子の製造方法によれば、第1のテープの延性の低い糊層がカットされており、かつ、延性の高い基材部上に島状に配置することで、基材部の伸びを阻害することがないため、発光素子のピッチが大きく狂うことが無く、任意のピッチに発光素子を配置することができる。これにより、半導体ウェーハに形成された発光素子をテープエキスパンド法により任意のピッチに精度よく配置することができる。
【0025】
(第一の実施形態)
次に、本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態について、図2〜11を参照しながら説明する。
図2〜11に本発明の発光素子の製造方法の第一の実施形態を示す。
【0026】
図2に示すように例えば赤色または黄色LEDを形成する場合、GaAsまたはGeを選択した出発基板201上に有機金属気相成長法(MOVPE)法にて、(AlGa1−xIn1−yP(0≦x≦1,0.4≦y≦0.6)からなる活性層204と、活性層204よりバンドギャップの大きい(AlGa1−xIn1−yP(0≦x≦1,0.4≦y≦0.6)層203,205を活性層204の両側に配置したAlGaInP系DH構造206を作製する。
【0027】
AlGaInP系DH構造206の作製方法はMOVPEに限定されるものではなく、分子線エピタキシー(MBE)法や、化学線エピタキシー(CBE)法で作製しても良い。
【0028】
次にAlGaInP系DH構造206の第一導電型層205の一部に接して第一電極211を形成する。第一導電型がP型の場合はZn,Beを含む金属で形成する。AuZn合金やAuBe合金を選択することが好適であり、TiやW,Cr,Ni等の高融点金属を含む多層構造が好適であるが、オーミック性がとれれば良いため、これらの材料に限定されるものではなく、より安価な金属であるAuAgやPtAgにZnまたはBeを含む金属層を選択してもよい。
【0029】
第一導電型がN型の場合はSi,Geを含む金属で形成する。AuGe合金やAuSi合金を選択することが好適であり、TiやW,Cr,Ni等の高融点金属を含む多層構造が好適であるが、オーミック性がとれれば良いため、これらの材料に限定されるものではなく、より安価な金属であるAuAgやPtAgにSiまたはGeを含む金属層を選択してもよい。
【0030】
第一電極211は実装工程に耐える厚さを有すれば良いため、薄さには大きな制約は無いが、オーミックコンタクトを得られる程度の膜厚は必要なため、50nm以上の膜厚を有すれば良い。第一電極211が厚くなることで、実装状の不具合は生じないが、コスト抑制の観点から、3μm以下の膜厚で形成することが好適である。
【0031】
第一導電型層205及び活性層204の一部をウェットエッチングまたはドライエッチング法により除去し、第二導電型層203を露出させる。エッチングは、塩素を含有したガスまたは溶液にて行うことができる。エッチングは上記の材料のみで行われるのではなく、エッチング速度及び形状制御のため、他の材料を混合して行う。
【0032】
第二導電型層203を露出させた領域に接した第二電極212を設ける。第二導電型がP型の場合はZn,Beを含む金属で形成する。AuZn合金やAuBe合金を選択することが好適であり、TiやW,Cr,Ni等の高融点金属を含む多層構造が好適であるが、オーミック性がとれれば良いため、これらの材料に限定されるものではなく、より安価な金属であるAuAgやPtAgにZnまたはBeを含む金属層を選択してもよい。
【0033】
第二導電型がN型の場合はSi,Geを含む金属で形成する。AuGe合金やAuSi合金を選択することが好適であり、TiやW,Cr,Ni等の高融点金属を含む多層構造が好適であるが、オーミック性がとれれば良いため、これらの材料に限定されるものではなく、より安価な金属であるAuAgやPtAgにSiまたはGeを含む金属層を選択してもよい。
【0034】
第二電極212は実装工程に耐える厚さを有すれば良いため、薄さには大きな制約は無いが、オーミックコンタクトを得られる程度の膜厚は必要なため、50nm以上の膜厚を有すれば良い。第二電極が厚くなることで、実装上の不具合は生じないが、コスト抑制の観点から、3μm以下の膜厚で形成することが好適である。
【0035】
また、例えば青色または緑色LEDを形成する場合、サファイア出発基板221上に有機金属気相成長法(MOVPE)法にて、AlGaInN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)からなる活性層224と、活性層224よりバンドギャップの大きいAlGaInN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)層223,225を活性層224の両側に配置したAlGaInN系DH構造226を作製する。
【0036】
DH構造226の作製方法はMOVPEに限定されるものではなく、分子線エピタキシー(MBE)法や、化学線エピタキシー(CBE)法で作製しても良い。
【0037】
AlGaInN系DH構造226の第一導電型層225の一部に接して第一電極231を形成する。第一電極231は、Ni,Ti,Al,Auを1種類以上含む金属で形成する。オーミック性がとれれば良いため、これらの材料に限定されるものではない。
【0038】
第一電極231は実装工程に耐える厚さを有すれば良いため、薄さには大きな制約は無いが、オーミックコンタクトを得られる程度の膜厚は必要なため、30nm以上の膜厚を有すれば良い。第一電極231が厚くなることで、実装状の不具合は生じないが、コスト抑制の観点から、3μm以下の膜厚で形成することが好適である。
【0039】
第一導電型層225及び活性層224の一部をドライエッチング法により除去し、第二導電型層223を露出させる。エッチングは、塩素を含有したガスにて行うことができる。エッチングは上記の材料のみで行われるのではなく、エッチング速度及び形状制御のため、他の材料を混合して行う。
【0040】
第二導電型層223を露出させた領域に接した第二電極232を設ける。第二電極232は、Ni,Ti,Al,Auを1種類以上含む金属で形成する。オーミック性がとれれば良いため、これらの材料に限定されるものではない。
【0041】
第二電極232は実装工程に耐える厚さを有すれば良いため、薄さには大きな制約は無いが、オーミックコンタクトを得られる程度の膜厚は必要なため、30nm以上の膜厚を有すれば良い。第二電極が厚くなることで、実装上の不具合は生じないが、コスト抑制の観点から、3μm以下の膜厚で形成することが好適である。
【0042】
次に図3に示すようにPVCやPPなどの延性のあるテープ基材(基材部)250上にアクリル等の糊材(糊層)251がシート状に載っているテープ252を準備し、図4に示すようにブレードダイシングにて糊層部分を井桁状にカットし、島状糊部(島状に分割された糊層)253が形成されたシート(第1のテープ)254とする。
【0043】
ここでテープ基材厚をA、糊層厚をBとした際に、ブレードダイシング高さをBより10μm前後深い設定にてカットを行うことで、糊層を確実にカットし、かつ、テープ層(テープ基材)に過度のダメージを与えることなくカットすることができる。
【0044】
この方法ではブレードダイシングによる加工幅15μm前後のカット溝を必要とするため、実装素子5μm□のダイスにおいて、20μmピッチ以上の小サイズまで適用可能な方法である。
【0045】
次に図5に示すように第一電極211,231及び第二電極212,232形成後のウェーハと井桁状にカットされた島状糊部(島状に分割された糊層)253が配置されたシート(第1のテープ)254を、電極211,212,231,232と島状糊部253が対向するように配置して接合し、接合体260とする。シート(第1のテープ)254は可視光に対して透明な材料を選択しておけば、ダイスパターンと島状糊部253をアライメントすることが容易である。
【0046】
次に図6に示すようにウェーハとシート(第1のテープ)254を接合し、接合体260とした後、ウェーハにレーザーまたはダイヤモンドスクライブにてブレーキング線261を形成する。ブレーキング線261形成後、ウェーハをブレーキング線261に沿ってブレーキングし、ダイス262を形成する。ここでは、ウェーハとシート(第1のテープ)254の接合後にブレーキング線261を形成し、ブレーキングを行う場合を例示しているが、接合前にブレーキング線261を形成し、接合後にブレーキングを行ってもよい。
【0047】
次に図7に示すように複数のダイス262のそれぞれのダイスの間の距離を拡張する。
【0048】
次に図8に示すように、出発基板201,221をリフトオフする。出発基板がGaAs基板201であるAlGaInP系DH構造206の場合、出発基板201とDH層206の間に挿入したAlAs犠牲層202をHFやBHFなどの溶液でエッチングすることで出発基板201をリフトオフする(図2参照)。
【0049】
出発基板がサファイア基板221であるAlGaInN系DH構造226の場合、レーザーを照射してDH層226底部のGaN層を溶解させることでリフトオフを実施する。
なお、基板をリフトオフもしくは除去しなくてもよい。
【0050】
次に出発基板201,221除去後、所望のピッチになるようにテープ拡張を行い、所望のピッチでダイスが配列されたシート265を形成する。その際、30〜50℃の範囲(好適には35〜45℃)でテープを温めてから実施すると拡張時の均一性が室温時より改善する。
【0051】
次に図9に示すように第一の面271に糊層273を有し、第二の面272に基材274を有する第2のテープ275を準備し、ダイスの基板リフトオフ面276と糊層273を対向させて第2のテープ275にダイスを転写させ、図10に示すように第一電極211,231と第二電極212,232が第一の面271と反対側に配置されたシート280を形成する。
【0052】
次に駆動回路が形成された実装基板285を準備する。そして図11に示すように実装基板285上の電極286,287,288,289と、第一電極211,231及び第二電極212,232を対向させ、実装基板285とダイスを接合し、接合基板290とする。ダイスと実装基板285の接合は、第一電極211,231及び第二電極212,232と実装基板285の電極の最表面をAuで形成し、超音波印加圧着にて接合してもよい。あるいは、実装基板電極側もしくはダイス電極側に導電性ペースト、あるいは、共晶金属を形成し、低温にてダイスと実装基板285の接合を実現してもよい。
【0053】
接合基板290形成後、第2のテープ275を剥離する。
【0054】
本実施形態では可視発光をするLEDの実装工程に対して例示をしたが、発光素子の発光波長が実装工程に影響しないことは自明であり、本実施形態の発光波長にかかわらず適用は可能であり、発光素子が赤外発光素子であれ、紫外発光素子であれ、発光波長にかかわらず、適用可能であることは言うまでもない。
【0055】
(第二の実施形態)
次に、本発明の発光素子の製造方法の第二の実施形態について、図12〜21を参照しながら説明する。
図12〜21に本発明発光素子の製造方法の第二の実施形態を示す。
なお、本実施形態では、第1のテープの糊層を島状に分割する方法としてレーザーを用いている点が、第一の実施形態と異なるが、それ以外は、第一の実施形態と同様である。
【0056】
図12に示すように例えば赤色または黄色LEDを形成する場合、第一の実施形態と同様に、GaAsまたはGeを選択された出発基板401上に有機金属気相成長法(MOVPE)法にて、(AlGa1−xIn1−yP(0≦x≦1,0.4≦y≦0.6)からなる活性層404と、活性層404よりバンドギャップの大きい(AlGa1−xIn1−yP(0≦x≦1,0.4≦y≦0.6)層403,405を活性層404の両側に配置したAlGaInP系DH構造406を作製する。
【0057】
次にAlGaInP系DH構造406の第一導電型層405の一部に接して第一電極411を第一の実施形態と同様にして形成する。
【0058】
次に第一の実施形態と同様にして第一導電型層405及び活性層404の一部をウェットエッチングまたはドライエッチング法により除去し、第二導電型層403を露出させる。
【0059】
第二導電型層403を露出させた領域に接した第二電極412を第一の実施形態と同様にして設ける。
【0060】
また、例えば青色または緑色LEDを形成する場合、第一の実施形態と同様に、サファイア出発基板421上に有機金属気相成長法(MOVPE)法にて、AlGaInN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)からなる活性層424と、活性層424よりバンドギャップの大きいAlGaInN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)層423,425を活性層424の両側に配置したAlGaInN系DH構造426を作製する。
【0061】
AlGaInN系DH構造426の第一導電型層425の一部に接して第一電極431を第一の実施形態と同様にして形成する。
【0062】
次に第一の実施形態と同様にして第一導電型層425及び活性層424の一部をドライエッチング法により除去し、第二導電型層423を露出させる。
【0063】
第二導電型層423を露出させた領域に接した第二電極432を第一の実施形態と同様にして設ける。
【0064】
次に図13に示すようにPVCやPPなどの延性のあるテープ基材(基材部)450上にアクリル等の糊材(糊層)451がシート状に載っているテープ452を準備し、図14に示すようにレーザーにて糊層部分を井桁状にカットし、島状糊部(島状に分割された糊層)453が形成されたシート(第1のテープ)454とする。レーザー出力を低出力に制御して糊層部分をカットすることで、テープ基材450に過剰なダメージを与えずに糊層部分を島状にカットすることができる。この方法ではレーザーによる加工幅が5μm前後になるため、実装素子5μm□前後のダイスにおいて、10μmピッチ以上の小サイズまで適用可能な方法である。
【0065】
次に図15に示すように、第一の実施形態と同様にして、第一電極411,431及び第二電極412,432形成後のウェーハと井桁状にカットされた島状糊部(島状に分割された糊層)453が配置されたシート454を、電極411,412,431,432と島状糊部453が対向するように配置して接合し、接合体460とする。
【0066】
次に図16に示すようにウェーハとシートを接合し、接合体460とした後、ウェーハにレーザーまたはダイヤモンドスクライブにてブレーキング線461を形成する。ブレーキング線461形成後、ウェーハをブレーキング線461に沿ってブレーキングし、ダイス462を形成する。ここでは、ウェーハとシートの接合後にブレーキングを行う場合を例示しているが、接合前にブレーキング線461を形成し、接合後にブレーキングを行ってもよい。
【0067】
次に図17に示すように複数のダイスのそれぞれのダイスの間の距離を拡張する。
【0068】
次に図18に示すようにブレーキング処理を実施し、ダイスの間の距離を拡張した後、第一の実施形態と同様にして出発基板401,421をリフトオフする。
出発基板がGaAs基板401であるAlGaInP系DH構造406の場合、出発基板401とDH層406の間に挿入したAlAs犠牲層402をHFやBHFなどの溶液でエッチングすることで出発基板401をリフトオフする。
なお、基板をリフトオフもしくは除去しなくてもよい。
【0069】
次に出発基板401,421除去後、第一の実施形態と同様にして、所望のピッチになるようにテープ拡張を行い、所望のピッチでダイスが配列されたシート465を形成する。
【0070】
次に図19に示すように第一の面471に糊層473を有し、第二の面472に基材474を有するテープ(第2のテープ)475を準備し、ダイスの基板リフトオフ面476と糊層473を対向させてテープ(第2のテープ)475にダイスを転写させ、図20に示すように第一電極411,431と第二電極412,432が第一の面471と反対側に配置されたシート480を形成する。
【0071】
次に駆動回路が形成された実装基板485を準備する。
【0072】
そして図21に示すように、第一の実施形態と同様にして、実装基板485上の電極486,487,488,489と、第一電極411,431及び第二電極412,432を対向させ、実装基板とダイスを接合し、接合基板490とする。
【0073】
接合基板490形成後、テープ(第2のテープ)475を剥離する。
【0074】
本実施形態においても可視発光をするLEDの実装工程に対して例示をしたが、発光素子の発光波長が実装工程に影響しないことは自明であり、本実施形態の発光波長にかかわらず適用は可能であり、発光素子が赤外発光素子であれ、紫外発光素子であれ、発光波長にかかわらず、適用可能であることは言うまでもない。
【0075】
(第三の実施形態)
次に、本発明の発光素子の製造方法の第三の実施形態について、図22〜30を参照しながら説明する。
図22〜30に本発明発光素子の製造方法の第三の実施形態を示す。
なお、本実施形態では、第1のテープの糊層を島状に分割する方法として、基材部の上に印刷法若しくはディスペンス法により島状の糊層を形成している点が、第一の実施形態と異なるが、それ以外は、第一の実施形態と同様である。
【0076】
図22に示すように例えば赤色または黄色LEDを形成する場合、第一の実施形態と同様に、GaAsまたはGeを選択された出発基板601上に有機金属気相成長法(MOVPE)法にて、(AlGa1−xIn1−yP(0≦x≦1,0.4≦y≦0.6)からなる活性層604と、活性層604よりバンドギャップの大きい(AlGa1−xIn1−yP(0≦x≦1,0.4≦y≦0.6)層603,605を活性層604の両側に配置したAlGaInP系DH構造606を作製する。
【0077】
次にAlGaInP系DH構造606の第一導電型層605の一部に接して第一電極611を第一の実施形態と同様にして形成する。
【0078】
次に第一の実施形態と同様にして第一導電型層605及び活性層604の一部をウェットエッチングまたはドライエッチング法により除去し、第二導電型層603を露出させる。
【0079】
次に第二導電型層603を露出させた領域に接した第二電極612を第一の実施形態と同様にして設ける。
【0080】
例えば青色または緑色LEDを形成する場合、第一の実施形態と同様に、サファイア出発基板621上に有機金属気相成長法(MOVPE)法にて、AlGaInN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)からなる活性層624と、活性層624よりバンドギャップの大きいAlGaInN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)層623,625を活性層624の両側に配置したAlGaInN系DH構造626を作製する。
【0081】
次にAlGaInN系DH構造626の第一導電型層625の一部に接して第一電極631を第一の実施形態と同様にして形成する。
【0082】
次に第一の実施形態と同様にして第一導電型層625及び活性層624の一部をドライエッチング法により除去し、第二導電型層623を露出させる。
【0083】
次に第二導電型層623を露出させた領域に接した第二電極632を第一の実施形態と同様にして設ける。
【0084】
次に図23に示すようにPVCやPPなどの延性のあるテープ基材(基材部)650上にアクリル等の糊材を吐出ノズルから島状に吐出して島状糊部(島状に分割された糊層)653が形成されたシート(第1のテープ)654を準備する。この方法では印刷法、もしくはディスペンス法によるヘッドの印刷精度に左右されるが、5μm前後の間隔で島状に糊部を設置することが可能なため、5μm□前後のダイスにおいて、10μmピッチ以上の小サイズまで適用可能な方法である。
【0085】
次に図24に示すように、第一の実施形態と同様にして、第一電極611,631及び第二電極612,632形成後のウェーハと井桁状の島状糊部(島状に分割された糊層)653が配置されたシート654を、電極611,612,631,632と島状糊部653が対向するように配置して接合し、接合体660とする。
【0086】
次に図25に示すようにウェーハとシートを接合し、接合体660とした後、ウェーハにレーザーまたはダイヤモンドスクライブにてブレーキング線661を形成する。ブレーキング線661形成後、ウェーハをブレーキング線661に沿ってブレーキングし、ダイス662を形成する。ここでは、ウェーハとシートの接合後にブレーキングを行う場合を例示しているが、接合前にブレーキング線661を形成し、接合後にブレーキングを行ってもよい。
【0087】
次に図26に示すように複数のダイスのそれぞれのダイスの間の距離を拡張する。
【0088】
次に図27に示すようにブレーキング処理を実施し、ダイスの間の距離を拡張した後、第一の実施形態と同様にして出発基板601,621をリフトオフする。
出発基板がGaAs基板601であるAlGaInP系DH構造606の場合、出発基板601とDH層606の間に挿入したAlAs犠牲層602をHFやBHFなどの溶液でエッチングすることで出発基板601をリフトオフする。
なお、基板をリフトオフもしくは除去しなくてもよい。
【0089】
次に出発基板601,621除去後、第一の実施形態と同様にして、所望のピッチになるようにテープ拡張を行い、所望のピッチでダイスが配列されたシート665を形成する。
【0090】
次に図28に示すように第一の面671に糊層673を有し、第二の面672に基材674を有するテープ(第2のテープ)675を準備し、ダイスの基板リフトオフ面676と糊層673を対向させてテープ(第2のテープ)675にダイスを転写させ、図29に示すように第一電極611,631と第二電極612,632が第一の面671と反対側に配置されたシート680を形成する。
【0091】
次に駆動回路が形成された実装基板685を準備する。
【0092】
そして図30に示すように、第一の実施形態と同様にして、実装基板685上の電極686,687,688,689と、第一電極611,631及び第二電極612,632を対向させ、実装基板685とダイスを接合し、接合基板690とする。
【0093】
接合基板690形成後、テープ(第2のテープ)675を剥離する。
【0094】
本実施形態においても可視発光をするLEDの実装工程に対して例示をしたが、発光素子の発光波長が実装工程に影響しないことは自明であり、本実施形態の発光波長にかかわらず適用は可能であり、発光素子が赤外発光素子であれ、紫外発光素子であれ、発光波長にかかわらず、適用可能であることは言うまでもない。
【実施例】
【0095】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0096】
(実施例1)
GaAs基板201上に有機金属気相成長法(MOVPE)法にて、(AlGa1−xIn1−yP(黄色:y=0.5,x=0.15、赤色:y=0.5,x−=0.05)からなる活性層204と、活性層204よりバンドギャップの大きい(AlGa1−xIn1−yP(x=0.85,y=0.5)層203,205を活性層204の両側に配置したAlGaInP系DH構造206を作製した。その際、AlGaInP系DH構造206と出発基板201との間にAlAs犠牲層202を50nmの厚さで形成した(図2参照)。
【0097】
このような構造の半導体ウェーハを第一の実施形態のように加工し、ブレードダイシングにて糊層部分を井桁状にカットした島状部253が形成されたPVCを基材(基材部)としたシート(第1のテープ)254(図4参照)を用いて5〜10μm角のダイスを35〜100μmピッチで実装基板に接合した。なお、シート(第1のテープ)の基材(基材部)の厚みは80μmで糊部(糊層)の厚みは5μmで幅15μmのブレードで20〜50μmピッチで糊部を島状にカットした。
【0098】
(実施例2)
GaAs基板401上に有機金属気相成長法(MOVPE)法にて、(AlGa1−xIn1−yP(黄色:y=0.5,x=0.15、赤色:y=0.5,x−=0.05)からなる活性層404と、活性層404よりバンドギャップの大きい(AlGa1−xIn1−yP(x=0.85,y=0.5)層403,405を活性層404の両側に配置したAlGaInP系DH構造406を作製した。その際、AlGaInP系DH構造406と出発基板401との間にAlAs犠牲層402を50nmの厚さで形成した(図12参照)。
【0099】
このような構造の半導体ウェーハを第二の実施形態のように加工し、レーザーにて糊層部分を井桁状にカットした島状部453が形成されたPVCを基材としたシート(第1のテープ)454(図14参照)を用いて5〜10μm角のダイスを35〜100μmピッチで実装基板に接合した。なお、シート(第1のテープ)の基材(基材部)の厚みは80μmで糊部(糊層)の厚みは5μmでレーザーを用いて20〜50μmピッチで糊部を島状にカットした。
【0100】
(比較例)
シート(第1のテープ)の糊部(糊層)を島状としないこと、及びダイスのピッチを15〜100μmとしたこと以外は実施例1,2と同様に発光素子の実装を行った。
【0101】
実施例1,2及び比較例の位置不良率の結果を図32に示す。なお、位置不良としては図31に示すように横ずれ、縦ずれ、回転の3種類がある。
図32からわかるように、糊層が島状に分割された第1のテープを用いた実施例1、2では、糊層が島状に分割されない第1のテープを用いた比較例と比較すると、実装時の位置不良が大幅に改善されている。
【0102】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【0103】
201、401、601…出発基板(GaAs基板)、
221、421、621…出発基板(サファイヤ基板、サファイヤ出発基板)、
202、402、602…AlAs犠牲層、
203、223、403、423、603、623…第二導電型層、
204、224、404、424、604、624…活性層、
205、225、405、425、605、625…第一導電型層、
206、406、606…AlGaInP系DH構造、
226、426、426…AlGaInN系DH構造、
211、231、411、431、611、631…第一電極、
212、232、412、432、612、632…第二電極、
250、450、650…テープ基材(基材部)、 251、451…糊材(糊層)、
252、452…テープ、
253、453、653…島状糊部(島状に分割された糊層)
254、454、654…シート(第1のテープ)、
260、460、660…接合体、 261、461、661…ブレーキング線、
262、462、662…ダイス、 265、465、665…シート、
271、471、671…第一の面、 272、472、672…第二の面、
273、473、673…糊層、 274、474、674…基材、
275、475、675…第2のテープ、
276、476、676…基板リフトオフ面、 280、480、680…シート、
285、485、685…実装基板、
286、287、288、289…電極、 486、487、488、489…電極、
686、687、688、689…電極、
290、490、690…接合基板。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
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図20
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図22
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図25
図26
図27
図28
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図32