特許 6841214 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】6841214

(24)【登録日】2021年2月22日

(45)【発行日】2021年3月10日

(54)【発明の名称】発光素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/02 20100101AFI20210301BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20210301BHJP

   B23K 26/364 20140101ALI20210301BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20210301BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/02

   B23K26/00 H

   B23K26/364

   H01L21/78 B

   H01L21/78 L

【請求項の数】2

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-227264(P2017-227264)

(22)【出願日】2017年11月27日

(65)【公開番号】特開2019-96829(P2019-96829A)

(43)【公開日】2019年6月20日

【審査請求日】2019年10月16日

(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

(72)【発明者】

【氏名】古屋 翔吾

(72)【発明者】

【氏名】秋山 智弘

【審査官】 高椋 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１２３７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２２５５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７７８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３４９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６０７１７９５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１，２１／７８，３３／００−３３／４６

Ｈ０１Ｓ ５／００−５／５０

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子の製造方法であって、
（１）出発基板上に、エピタキシャル成長により、第一半導体層、活性層、及び第二半導体層が順次積層された発光層部を含む積層構造を形成し、発光素子用ウェーハを作製する工程、
（２）支持基板を準備する工程、
（３）前記支持基板を、接着層を介して前記発光素子用ウェーハに接着し、接合基板を作製する工程、
（４）前記接合基板において、前記出発基板を除去して、前記第一半導体層を露出させる工程、
（５）前記接合基板の一部の領域において、少なくとも前記第一半導体層及び活性層を除去し、除去部を形成する工程、
（６）前記第一半導体層の表面に第一オーミック電極を、前記除去部の表面に第二オーミック電極を形成する工程、及び
（７）レーザー光によるスクライブ・ブレーキング法を用いて前記接合基板から発光素子をダイス状に分離する工程、
を含み、かつ、スクライブを行う前に、予めスクライブ領域にある前記接着層を除去しておく発光素子の製造方法であって、
前記工程（７）において、スクライブを行う前に、フォトリソグラフィー及びドライエッチングにより前記スクライブ領域にある前記接着層を除去するか、又は、
前記工程（２）において、前記支持基板を、接着層を有するものとし、かつ、前記接着層を、スクライブ領域には前記接着層が存在しないように除去加工されたものとすることを特徴とする発光素子の製造方法。

【請求項2】

前記接着層が存在しない領域の幅を、スクライブ方向に対して垂直な方向で２０μｍ以上と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。

【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、特に半導体基板から発光素子をスクライブ・ブレーキングする方法に関する。

【背景技術】

【0002】

チップオンボード（ＣＯＢ）等の製品は、ＬＥＤ素子からの放熱性に優れ、照明等の用途において採用されるＬＥＤチップ実装方法である。ＣＯＢ等にＬＥＤを実装する場合、チップを直接ボードに接合するフリップ実装が必須である。フリップ実装を実現するためには、発光素子の一方の面に極性の異なる通電用パッドを設けたフリップチップを作製する必要がある。また、通電用パッドが設けられた面の反対側の面は光取り出し機能を有する材料で構成する必要がある。

【0003】

黄色〜赤色ＬＥＤでフリップチップを作製する場合、発光層にはＡｌＧａＩｎＰ系の材料が用いられる。ＡｌＧａＩｎＰ系材料はバルク結晶が存在せず、ＬＥＤ部はエピタキシャル法で形成されるため、出発基板にはＡｌＧａＩｎＰとは異なる材料が選択される。出発基板はＧａＡｓやＧｅが選択される場合が多く、これらの基板は可視光に対して光吸収の特性を有するため、フリップチップを作製する場合、出発基板は除去される。しかし、発光層を形成するエピタキシャル層は極薄膜のため、出発基板除去後に自立することができない。したがって、発光層に発光波長に対して透明で窓層としての機能を有し、自立させるために十分の厚さを有する支持基板としての機能を有する材料・構成で、出発基板と置換する必要がある。

【0004】

特許文献１には、窓層兼支持基板の機能を有する透明基板にＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等の接着剤で発光層を接着し、ＬＥＤとする技術が開示されている。透明基板には平坦度や硬度、コストの点でサファイア基板や石英基板が選択されることが多い。発光層を接着後、透明基板を切断してダイス化し、発光素子とするが、切断に際して、カーフロスを極小化するため、ブレードによるダイス化ではなく、スクライブ・ブレーキングによるダイス化が一般的である。サファイア基板や石英基板の場合、スクライブ法はアブレーションレーザーによってなされる場合が一般的である。

【0005】

この際、使用されるレーザー波長は、可視光に対して透明な基板をアブレーションさせるため、３６０ｎｍより波長の短い紫外波長領域である。ＢＣＢ接着剤は可視光に対しては透明であり、紫外領域の波長に対しては吸収帯を有する。つまり、ＢＣＢ接着剤と可視透明基板の吸収波長帯は近接している。紫外域において光吸収帯を有する接着剤で発光層と可視透明基板を接合した基板をレーザーでスクライブする場合、透明基板だけでなく、ＢＣＢ接着剤のような可視透明接着剤がレーザーエネルギーを吸収し、破壊され、接合部から剥離するという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−１５８８２３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、紫外域において光吸収帯を有する接着剤で発光層と透明基板を接合した基板をレーザーでスクライブするスクライブ・ブレーキング工程において、可視透明接着剤がレーザーエネルギーを吸収し、破壊され、接合部から剥離することを抑制した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】

上記課題を達成するために、本発明では、発光素子の製造方法であって、
（１）出発基板上に、エピタキシャル成長により、第一半導体層、活性層、及び第二半導体層が順次積層された発光層部を含む積層構造を形成し、発光素子用ウェーハを作製する工程、
（２）支持基板を準備する工程、
（３）前記支持基板を、接着層を介して前記発光素子用ウェーハに接着し、接合基板を作製する工程、
（４）前記接合基板において、前記出発基板を除去して、前記第一半導体層を露出させる工程、
（５）前記接合基板の一部の領域において、少なくとも前記第一半導体層及び活性層を除去し、除去部を形成する工程、
（６）前記第一半導体層の表面に第一オーミック電極を、前記除去部の表面に第二オーミック電極を形成する工程、及び
（７）レーザー光によるスクライブ・ブレーキング法を用いて前記接合基板から発光素子をダイス状に分離する工程、
を含み、かつ、スクライブを行う前に、予めスクライブ領域にある前記接着層を除去しておく発光素子の製造方法を提供する。

【0009】

このような発光素子の製造方法とすれば、スクライブ・ブレーキング工程においてスクライブする領域に接着層が存在しないようにすることで、接着剤が破壊され、接合部から剥離するのを抑制することができる。

【0010】

また、前記工程（７）において、スクライブを行う前に、前記スクライブ領域にある前記接着層を除去することが好ましい。

【0011】

このような発光素子の製造方法とすれば、比較的容易にスクライブ領域に接着剤が存在しないようにすることができる。

【0012】

また、前記工程（２）において、前記支持基板を、接着層を有するものとし、かつ、前記接着層を、スクライブ領域には前記接着層が存在しないように除去加工されたものとすることが好ましい。

【0013】

このようにしても、比較的容易にスクライブ領域に接着剤が存在しないようにすることができる。

【0014】

また、前記接着剤が存在しない領域の幅を、スクライブ方向に対して垂直な方向で２０μｍ以上とすることが好ましい。

【0015】

このような接着剤が存在しない領域の幅とすれば、劇的な剥離改善効果を得ることができる。

【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であれば、紫外域において光吸収帯を有する接着剤で発光層と透明基板を接合した基板をレーザーでスクライブするスクライブ・ブレーキング工程において、可視透明接着剤がレーザーエネルギーを吸収し、破壊され、接合部から剥離することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の発光素子の製造方法におけるスクライブの説明図である。

【図2】第一実施形態で作製した発光素子ウェーハの概略図である。

【図3】第一実施形態で作製した発光素子ウェーハに第一接合層を形成したときの概略図である。

【図4】第一実施形態で準備した支持基板の概略図である。

【図5】第一実施形態で形成した接合基板の概略図である。

【図6】第一実施形態の第一半導体層を露出させた接合基板の概略図である。

【図7】第一実施形態の除去部を形成した接合基板の概略図である。

【図8】第一実施形態の誘電体層に開口部を形成した接合基板の概略図である。

【図9】第一実施形態の第一オーミック電極と第二オーミック電極を形成した接合基板の概略図である。

【図10】第一実施形態のレジストの被覆部と開口部を形成した接合基板の概略図である。

【図11】第一実施形態の露出部を形成した接合基板の概略図である。

【図12】第一実施形態のスクライブした接合基板の概略図である。

【図13】第二実施形態で作製した発光素子ウェーハの概略図である。

【図14】第二実施形態で作製した発光素子ウェーハに第一接合層を形成したときの概略図である。

【図15】第二実施形態で準備した支持基板の概略図である。

【図16】第二実施形態の接着層にパターンを形成した支持基板の概略図である。

【図17】第二実施形態で形成した接合基板の概略図である。

【図18】第二実施形態の第一半導体層を露出させた接合基板の概略図である。

【図19】第二実施形態の除去部を形成した接合基板の概略図である。

【図20】第二実施形態の誘電体層に開口部を形成した接合基板の概略図である。

【図21】第二実施形態の第一オーミック電極と第二オーミック電極を形成した接合基板の概略図である。

【図22】第二実施形態のレジストの被覆部と開口部を形成した接合基板の概略図である。

【図23】第二実施形態の露出部を形成した接合基板の概略図である。

【図24】第二実施形態のスクライブした接合基板の概略図である。

【図25】比較例のレジストの被覆部と開口部を形成した接合基板の概略図である。

【図26】比較例のスクライブ領域にある中間組成層を露出させた接合基板の概略図である。

【図27】比較例のスクライブした接合基板の概略図である。

【図28】実施例及び比較例における露出部の幅と剥離部面積の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

上述のように、紫外域において光吸収帯を有する接着剤で発光層と透明基板（支持基板）を接合した基板をレーザーでスクライブするスクライブ・ブレーキング工程において、可視透明接着剤がレーザーエネルギーを吸収し、破壊され、接合部から剥離することを抑制した発光素子の製造方法の開発が求められていた。

【0019】

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、半導体基板から発光素子をダイス状に分離するためにレーザー光によりスクライブ・ブレーキング工程を行う発光素子の製造方法において、スクライブ・ブレーキング工程においてスクライブする領域の接着剤を予め除去して接着層が存在しないようにすることで、接合部からの剥離を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。

【0020】

即ち、本発明は、発光素子の製造方法であって、
（１）出発基板上に、エピタキシャル成長により、第一半導体層、活性層、及び第二半導体層が順次積層された発光層部を含む積層構造を形成し、発光素子用ウェーハを作製する工程、
（２）支持基板を準備する工程、
（３）前記支持基板を、接着層を介して前記発光素子用ウェーハに接着し、接合基板を作製する工程、
（４）前記接合基板において、前記出発基板を除去して、前記第一半導体層を露出させる工程、
（５）前記接合基板の一部の領域において、少なくとも前記第一半導体層及び活性層を除去し、除去部を形成する工程、
（６）前記第一半導体層の表面に第一オーミック電極を、前記除去部の表面に第二オーミック電極を形成する工程、及び
（７）レーザー光によるスクライブ・ブレーキング法を用いて前記接合基板から発光素子をダイス状に分離する工程、
を含み、かつ、スクライブを行う前に、予めスクライブ領域にある前記接着層を除去しておく発光素子の製造方法である。

【0021】

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0022】

［工程（１）］
工程（１）は、出発基板上に、エピタキシャル成長により、第一半導体層、活性層、及び第二半導体層が順次積層された発光層部を含む積層構造を形成し、発光素子用ウェーハを作製する工程である。

【0023】

工程（１）で作製する発光素子用ウェーハは、第一半導体層、活性層、及び第二半導体層が順次積層された発光層部を含み、発光層部の他にも、例えば、発光層部と出発基板との間にエッチストップ層を形成することができる。また、発光層部の上に、さらに中間組成層、ＧａＰ電流拡散層、第一誘電体膜等を形成することができる。そして発光素子用ウェーハは、これらの層の一番上に、後述の支持基板と発光素子用ウェーハを接合するための第一接着層を有するものとすることができる。本発明では、これらの層を、出発基板の上に順次積層することで、発光素子ウェーハを作製することができる。出発基板としては特に限定されないが、ＧａＡｓやＧｅ基板とすることができ、第一半導体層、活性層、第二半導体層としてはＡｌＧａＩｎＰ系のものとすることができる。

【0024】

［工程（２）］
工程（２）は、支持基板を準備する工程である。

【0025】

工程（２）で準備する支持基板は少なくとも可視透明基板からなる。可視透明基板としては、サファイア基板、石英基板等を用いることができる。可視透明基板の上には誘電体膜を、その上には上述の発光素子用ウェーハと支持基板を接合するための第二接着層を形成することができる。

【0026】

また、工程（２）において、支持基板を第二接着層を有するものとする場合、フォトリソグラフィー法等により第二接着層を所望のパターンに加工することによって、スクライブ領域にある接着層を除去することができる。

【0027】

［工程（３）］
工程（３）は、支持基板を、接着層を介して発光素子用ウェーハに接着し、接合基板を作製する工程である。

【0028】

このとき、支持基板、もしくは発光素子ウェーハの少なくともいずれか一方を、接着層を有するものとすることが好ましい。ここで用いることができる接着剤としては、特に限定されずＢＣＢ、エポキシ系樹脂、塩ビ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン等が挙げられる。

【0029】

［工程（４）］
工程（４）は、接合基板において、出発基板を除去して、第一半導体層を露出させる工程である。

【0030】

工程（４）では、接合基板が有する出発基板をエッチング等により除去する。さらに、エッチストップ層があれば、エッチストップ層も除去することができる。これらの層を除去することにより、第一半導体層を露出させる。

【0031】

［工程（５）］
工程（５）は、接合基板の一部の領域において、少なくとも第一半導体層及び活性層を除去し、除去部を形成する工程である。

【0032】

工程（５）では、少なくとも第一半導体層や活性層を切り欠いて除去し、除去部を形成する。また、第一半導体層と活性層だけではなく、可視透明基板のみを残し、全ての層を切り欠いて除去して、除去部を形成してもよい。

【0033】

［工程（６）］
工程（６）は、第一半導体層の表面に第一オーミック電極を、除去部の表面に第二オーミック電極を形成する工程である。

【0034】

工程（６）では、例えば、以下の方法で電極を形成することができる。まず、工程（５）で除去部を形成した接合基板の表面に誘電体層を形成する。次に、フォトリソグラフィー法及びウェットエッチング法により、誘電体層に開口部（第一半導体層及び除去部が露出した部分）を形成する。そして開口部において、第一半導体層表面に第一オーミック電極を、除去部の表面に第二オーミック電極を形成する。

【0035】

［工程（７）］
工程（７）は、レーザー光によるスクライブ・ブレーキング法を用いて前記接合基板から発光素子をダイス状に分離する工程である。

【0036】

工程（７）では、まず、スクライブ領域内では、可視透明基板のみを残し、全ての層を除去する。工程（２）でスクライブ領域にある接着層を除去していない場合には、ここで接着層の除去も同時に行うことができる。

【0037】

次に、図１に示すように、接着層（第一接着層１０及び第二接着層１５）を除去して可視透明基板１３が露出したスクライブ領域においてレーザー光によるスクライブ部２８を形成した後、ブレーキングを行い、発光素子をダイス状に分離する。

【0038】

以上のような発光素子の製造方法とすれば、スクライブ・ブレーキング工程においてスクライブする領域に接着層が存在しないようにすることで、接着剤が破壊され、接合部から剥離するのを抑制することができる。

【0039】

また、予めスクライブ領域にある接着層を除去するのは、スクライブを行う前であればいつでもよいが、工程（７）においてスクライブを行う直前、もしくは工程（２）で支持基板を準備するときとすれば、比較的容易に行うことができる。また、接着剤が存在しない領域の幅を、スクライブ方向に対して垂直な方向で２０μｍ以上とすることで、確実に接着層にレーザー光を照射しないで済むことから、劇的な剥離改善効果が得られる。

【0040】

以下、第一の実施形態と第二の実施形態を用いて、本発明の発光素子の製造方法を、図を参照しながら更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0041】

［第一実施形態］
［工程（１）］
最初に本発明の第一実施形態について説明する。図２に示すように、発光素子用ウェーハ１を、例えば［００１］方向に１５度傾斜したＧａＡｓ基板（出発基板）２上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）法にて、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）からなる厚さ０．１〜１．０μｍのエッチストップ層３、厚さ０．５〜１．０μｍの第一導電型第一半導体層４、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）からなる厚さ０．１〜１．０μｍの活性層５、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）からなる厚さ０．５〜１．０μｍの第二導電型第二半導体層６、Ｇａ_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０．０≦ｙ≦１．０）から成る中間組成層７、０．５〜２０μｍの厚さを有するＧａＰ電流拡散層８を順次積層して形成することができる。

【0042】

発光素子用ウェーハ１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）法で作製してもよい。また、図示しないが、ＧａＡｓ基板と第一半導体層の間にバッファ層を設けてもよい。

【0043】

また、図３に示すように、発光素子用ウェーハ１は、ＧａＰ電流拡散層８の上にさらにＳｉＯ_２あるいはＳｉＮ_ｘからなる第一誘電体膜９を例えば厚さ０．４μｍにて形成し、その上にＢＣＢ接着剤をスピンコートにて塗布した第一接着層１０を形成することで第一接合層１１を有するものとすることができる。第一接着層の厚さはＢＣＢ接着剤の粘度とスピンコート時回転数によって変わるが、例えば回転数５０００ｒｐｍにて０．５μｍ程度の第一接着層１０を形成することができる。本実施形態では第一接合層１１を設けたが、本発明に用いる発光素子用ウェーハは、第一接合層１１を有しない構造、あるいは第一誘電体膜９を有しない構造、もしくは第一接着層１０を有しない構造でもよい。

【0044】

［工程（２）］
支持基板３０は、図４に示すように、サファイアあるいは石英等の可視透明基板１３上に例えばＳｉＯ_２あるいはＳｉＮ_ｘからなる誘電体膜１４を形成し、その上にさらに、例えばＢＣＢ樹脂からなる接着剤を塗布して第二接着層１５を形成することで、第二接合層１２を有するものとすることができる。第二接着層１５の厚さはＢＣＢ接着剤の粘度とスピンコート時回転数によって変わるが、本実施形態では回転数５０００ｒｐｍにて０．５μｍ程度の第二接着層１５を形成することができる。なお、第一接着層１０を形成した場合、第二接着層１５を設けなくともよいし、また、第二接着層１５を形成した場合、第一接着層１０を設けなくともよく、両方に形成してもよい。また、接着剤としてＢＣＢ樹脂の他に、エポキシ等の他の透明かつ常温で液状の部材で第一接着層１０及び第二接着層１５を形成してもよい。

【0045】

［工程（３）］
次に図５に示すように第一接着層１０と第二接着層１５を対向させ、かつ、真空もしくは減圧雰囲気下で圧力と熱を加えることで第一接着層１０と第二接着層１５を接着した接合基板１６を形成する。圧力は６Ｎ／ｃｍ^２以上、温度は１００℃以上の条件で圧着することで接着することができる。特に３０Ｎ／ｃｍ^２、３００℃に達する条件で接合することが好適である。

【0046】

［工程（４）］
次に図６に示すように接合基板１６よりＧａＡｓ基板２を化学的エッチングにより除去する。化学的エッチング液はＡｌＧａＩｎＰ系材料とエッチング選択性があるものが好ましく、一般にはアンモニア含有エッチャントで除去する。ＧａＡｓ基板２を除去した後、エッチストップ層３を除去し、第一半導体層露出面（第一の面）１８を有する接合基板１７とする。なお、エッチストップ層３は、ＡｌＧａＩｎＰ系材料をエッチングする過酸化水素と酸との混合液にて除去する。

【0047】

［工程（５）］
次に図７に示すように接合基板１７より第一半導体層露出面１８の一部を切り欠き、除去部（第二の面）１９を形成する。この態様では、第一半導体層４と活性層５を除去し、第二半導体層６を露出させている。

【0048】

［工程（６）］
次に図８に示すように切り欠かれた側面２０を被覆するように、誘電体層２１を形成し、開口部２２を設ける。誘電体層２１はＳｉＯ_２又はＳｉＮ_ｘが好適である。誘電体層の製膜には、ゾルゲル法、スパッタ法、ＣＶＤ法いずれの方法も選択できる。開口部２２は誘電体層２１を成膜後、フォトリソグラフィー法によりマスク部を形成し、ＢＨＦによるウェットエッチング法にて露出部を形成することにより設けることができる。

【0049】

次に図９に示すように第一半導体層露出面１８の一部に第一オーミック電極２３、除去部１９の一部に第二オーミック電極２４を形成する。

【0050】

［工程（７）］
次に図１０に示すようにフォトレジストを用いたフォトリソグラフィーにより、第一半導体層露出面１８全体と除去部１９の一部を被覆する被覆部２５と開口部２６を形成する。

【0051】

次に図１１に示すようにドライエッチング法にて開口部２６を除去し、可視透明基板１３の一部２７を露出させる。ここでのドライエッチングにより、スクライブ領域にある接着層が除去されることになる。ＡｌＧａＩｎＰ層の除去は、ＩＣＰ装置内で、Ｃｌ含有ガスとＡｒの混合雰囲気にて行い、ＳｉＯ_２もしくはＳｉＮ_ｘの誘電体層とＢＣＢ層の除去はＦ含有ガスとＡｒの混合雰囲気にて行うことができる。圧力雰囲気は０．５Ｐａ、出力はプラズマ３００Ｗとすることができる。Ｃｌ含有ガスを使用する層の除去とＦ含有ガスを使用する層の除去は、別々のチャンバーで行うこともできるし、真空雰囲気からウェーハを取り出すことなく、ガスの切替のみで同一チャンバー内にて実施することもできる。

【0052】

次に図１２に示すように、露出部２７形成後、フォトレジストによる被覆部２５を除去する。被覆部２５を除去後、露出部２７にレーザーを照射してスクライブ部２８を形成する。そしてスクライブ部２８に沿ってブレーキング処理を実施し、ダイス化する。

【0053】

このような第一実施形態の方法であればレーザー照射領域に接着剤層が存在しないため接着剤がレーザーエネルギーを吸収し、破壊され、接合部から剥離することを抑制した発光素子を比較的容易に製造することができる。

【0054】

［第二実施形態］
［工程（１）］
次に本発明の第二実施形態について説明する。図１３に示すように発光素子用ウェーハ１を、［００１］方向に１５度傾斜したＧａＡｓ基板（出発基板）２上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）法にて、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）からなる厚さ０．１〜１．０μｍのエッチストップ層３、厚さ０．５〜１．０μｍの第一導電型第一半導体層４、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）からなる厚さ０．１〜１．０μｍの活性層５、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）からなる厚さ０．５〜１．０μｍからなる第二導電型第二半導体層６、Ｇａ_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０．０≦ｙ≦１．０）から成る中間組成層７、０．５〜２０μｍの厚さを有するＧａＰ電流拡散層８を順次積層して形成することができる。

【0055】

発光素子用ウェーハ１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）法で作製してもよい。また、図示しないが、ＧａＡｓ基板と第一半導体層の間にバッファ層を設けてもよい。

【0056】

また、図１４に示すように発光素子用ウェーハ１を、ＧａＰ電流拡散層８の上に例えばＳｉＯ_２あるいはＳｉＮ_ｘからなる第一誘電体膜９を厚さ０．４μｍ程度にて形成して第一接合層１１を有するものとすることができる。本実施形態では第一接合層１１を設けたが、第一接合層１１を有しない構造でもよい。

【0057】

［工程（２）］
支持基板３０は、図１５に示すようにサファイアあるいは石英等の可視透明基板１３上にＳｉＯ_２あるいはＳｉＮ_ｘからなる誘電体膜１４を形成し、その上にさらにＢＣＢ接着剤を塗布した接着層１５´を形成することで第二接合層１２を有するものとすることができる。接着層１５´の厚さはＢＣＢ接着剤の粘度とスピンコート時回転数によって変わるが、例えば回転数５０００ｒｐｍにて０．５μｍの接着層１５´を形成することができる。

【0058】

次に図１６に示すように接着層１５´を所望のパターン２９の形状に加工する。この段階で、スクライブ領域にある接着層が除去されることになる。接着層１５´として、ＢＣＢ材料のうち、感光性材料を選択した場合、フォトリソグラフィー法により所望のパターン２９を得ることができる。また、接着層１５´としてＢＣＢ材料のうち、非感光性材料を選択した場合、フォトレジスト法により所望のパターンとなるようにレジストを被覆し、Ｆ含有ガス雰囲気のＩＣＰ装置にて所望のパターン２９を得ることができる。ここでパターン２９の形状及び大きさは求める発光素子の大きさと接着層１５´の厚さによって制約を受ける。パターン２９の形状及び大きさは、求める発光素子の大きさと開口部２６の差以下となる。

【0059】

［工程（３）］
次に図１７に示すように第一接合層１１と第二接合層１２を対向させ、かつ、真空又は減圧雰囲気下で圧力と熱を加えることで第一接合層１１と第二接合層１２を接着した接合基板１６を形成する。圧力を６Ｎ／ｃｍ^２以上、温度を１００℃以上の条件で圧着することで接着することができる。特に３０Ｎ／ｃｍ^２、３００℃に達する条件で接合することが好適である。

【0060】

［工程（４）］
次に図１８に示すように接合基板１６よりＧａＡｓ基板２を化学的エッチングにより除去する。化学的エッチング液はＡｌＧａＩｎＰ系材料とエッチング選択性があるものが好ましく、一般にはアンモニア含有エッチャントで除去する。ＧａＡｓ基板２を除去した後、エッチストップ層３を除去し、第一半導体層露出面１８を有する接合基板１７を形成する。なお、エッチストップ層３はＡｌＧａＩｎＰ系材料をエッチングする過酸化水素と酸との混合液にて除去する。

【0061】

［工程（５）］
次に図１９に示すように接合基板１７より、パターン２９を超えない範囲で第一半導体層露出面１８を残留させ、かつ、第一半導体層露出面１８の一部を切り欠き、除去部１９を形成する。

【0062】

［工程（６）］
次に図２０に示すように切り欠かれた側面２０を被覆するように、誘電体層２１を形成し、開口部２２を設ける。誘電体層２１はＳｉＯ_２又はＳｉＮ_ｘが好適である。誘電体層の製膜には、ゾルゲル法、スパッタ法、ＣＶＤ法いずれの方法も選択できる。開口部２２は誘電体層２１を成膜後、フォトリソグラフィー法によりマスク部を形成し、ＢＨＦによるウェットエッチング法にて露出部を形成することにより設けることができる。

【0063】

次に図２１に示すように第一半導体層露出面１８の一部に第一オーミック電極２３、除去部１９の一部に第二オーミック電極２４を形成する。

【0064】

［工程（７）］
次に図２２に示すようにフォトレジストを用いたフォトリソグラフィーにより、第一半導体層露出面１８全体と除去部１９の一部を被覆する被覆部２５と開口部２６を形成する。

【0065】

次に図２３に示すようにドライエッチング法にて開口部２６を除去し、可視透明基板１３の一部２７を露出させる。ＡｌＧａＩｎＰ層の除去は、ＩＣＰ装置内で、Ｃｌ含有ガスとＡｒの混合雰囲気にて行い、ＳｉＯ_２もしくはＳｉＮ_ｘの誘電体層とＢＣＢ層の除去はＦ含有ガスとＡｒの混合雰囲気にて行なうことができる。圧力雰囲気は０．５Ｐａ、出力はプラズマ３００Ｗとすることができる。Ｃｌ_２含有ガスを使用する層の除去とＦ含有ガスを使用する層の除去は、別々のチャンバーで行うこともできるし、真空雰囲気からウェーハを取り出すことなく、ガスの切替のみで同一チャンバー内にて実施することもできる。

【0066】

次に図２４に示すように、露出部２７形成後、フォトレジストによる被覆部２５を除去する。被覆部２５を除去後、露出部２７にレーザーを照射してスクライブ部２８を形成する。そしてスクライブ部２８に沿ってブレーキング処理を実施し、ダイス化する。

【0067】

このような第二実施形態の方法であってもレーザー照射領域に接着剤層が存在しないため接着剤がレーザーエネルギーを吸収し、破壊され、接合部から剥離することを抑制した発光素子を比較的容易に製造することができる。

【実施例】

【0068】

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を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。

【0069】

［実施例１］
図２〜図１２に示すような本発明の発光素子の製造方法の第一実施形態に基づいて、発光素子の製造を行った。

【0070】

まず、発光素子用ウェーハの作製を行った。出発基板としてＧａＡｓ（００１）からなる基板（出発基板）を準備し、この基板上に、機能層たるダブルヘテロ層（発光層）をＭＯＶＰＥ法にて形成した。発光層は、下部クラッド層（第一半導体層）、活性層、上部クラッド層（第二半導体層）を順次積層したものとした。

【0071】

第一半導体層及び第二半導体層は、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０．６≦ｘ≦１．０、０．４≦ｙ≦０．６）の組成が選択され、本実施例では、第一半導体層として、ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層を０．７μｍ（ドーピング濃度３．０×１０^１７／ｃｍ^３）、ｎ型Ａｌ_０．８５ＧａＩｎＰ層を０．３μｍ（ドーピング濃度１．０×１０^１７／ｃｍ^３）の２層構造とした。

【0072】

活性層は、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０．１５≦ｘ≦０．８、０．４≦ｙ≦０．６）から選択され、波長によって組成ｘ及びｙは変更した。本実施例において活性層は、多重活性層を用いた。活性層及び障壁層の膜厚は求める波長により変更され、それぞれ４〜１２ｎｍの範囲で波長に合わせて調整した。

【0073】

第二半導体層として、ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層を０．９μｍ（ドーピング濃度３．０×１０^１７／ｃｍ^３）、ｐ型Ａｌ_０．６ＧａＩｎＰ層を０．１μｍ（ドーピング濃度１．０×１０^１７／ｃｍ^３）の２層構造とした。

【0074】

発光層上には、ＧａＩｎＰからなる緩衝層を成膜した。次に緩衝層上にＳｉＯ_２からなる誘電体膜を厚さ０．４μｍにて形成し、その上にＢＣＢ接着剤をスピンコートにて塗布して第一接着層を形成した。

【0075】

次に、支持基板の準備を行った。まず、サファイア上にＳｉＯ_２からなる誘電体膜を形成し、その上にＢＣＢ樹脂からなる接着剤を塗布した第二接着層を形成した。

【0076】

次に発光用ウェーハと支持基板を接合するため、第一接着層と第二接着層を接着した。その後、ＧａＡｓ基板をアンモニア含有エッチャントにより除去した。引き続きエッチストップ層を除去し、第一半導体層を露出させた。次に第一半導体層及び活性層の一部を切り欠き、第二半導体の一部を露出させた。

【0077】

次に切り欠かれた側面を被覆するように、誘電体層を形成し、開口部を設けた。誘電体層はＳｉＯ_２とし、ＴＥＯＳとＯ_２を使用するＰ−ＣＶＤ法にて製膜した。開口部は誘電体層を成膜後、フォトリソグラフィー法によりマスク部を形成し、ＢＨＦによるウェットエッチング法にて露出部を形成することで設けた。

【0078】

次に第一オーミック電極、第二オーミック電極を形成した。その後、フォトリソグラフィー及びドライエッチング法にて、可視透明基板の一部を露出させた。このとき露出部の幅（スクライブ方向と垂直な方向）を５，１０，１５，２０，２５，３０μｍとした。ＡｌＧａＩｎＰ層の除去は、ＩＣＰ装置内で、Ｃｌ含有ガスとＡｒの混合雰囲気にて行い、ＳｉＯ_２の誘電体層とＢＣＢ層の除去はＦ含有ガスとＡｒの混合雰囲気にて行なった。圧力雰囲気は０．５Ｐａ、出力はプラズマ３００Ｗとした。

【0079】

露出部形成後、フォトレジストを除去し、レーザーを照射してスクライブ部を形成した。スクライブ部に沿ってブレーキング処理を実施し、ダイス化した。このとき接着剤による接合部が剥離した面積と露出部の幅（ストリート部幅）の関係を図２８に示す。後述する比較例（幅０μｍ）に比べ、いずれの露出部の幅とした場合にも、剥離面積が減少しているのが判る。特に幅が２０μｍ以上の場合には剥離が劇的に改善した。

【0080】

［実施例２］
図１３〜図２４に示すような本発明の発光素子の製造方法の第二実施形態に基づいて、発光素子の製造を行った。接着剤を所望のパターン形状に加工してから透明基板を貼り合わせることを除き、実施例１と同様な方法で発光素子を製造した。図２８に剥離状況の結果を示す。実施例２においても、実施例１と同様な結果が得られた。

【0081】

［比較例］
図２５〜図２７に示すような従来の方法を用いて、発光素子の製造を行った。接着剤が存在する領域でスクライブを行ったことを除いて実施例１と同様な方法で発光素子を製造した。図２８に剥離状況の結果を示す。実施例１、２に比べて剥離面積が大きいことが判る。

【0082】

以上のように、本発明の発光素子の製造方法であれば、紫外域において光吸収帯を有する接着剤で発光層と透明基板を接合した基板をレーザーでスクライブするスクライブ・ブレーキング工程において、可視透明接着剤がレーザーエネルギーを吸収し、破壊され、接合部から剥離することを抑制することができることが明らかになった。

【0083】

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】

【0084】

１…発光素子用ウェーハ、 ２…ＧａＡｓ基板（出発基板）、
３…エッチストップ層、 ４…第一半導体層、 ５…活性層、 ６…第二半導体層、
７…中間組成層、 ８…Ｇａｐ電流拡散層、 ９…第一誘電体膜、
１０…第一接着層、 １１…第一接合層、 １２…第二接合層、
１３…可視透明基板、 １４…誘電体膜、 １５…第二接着層、 １５´…接着層、
１６…接合基板、 １７…第一半導体層を露出させた接合基板、
１８…第一半導体層露出面（第一の面）、 １９…除去部（第二の面）、
２０…切り欠かれた側面、 ２１…誘電体層、 ２２…開口部、
２３…第一オーミック電極、 ２４…第二オーミック電極、 ２５…被覆部、
２６…開口部、 ２７…露出部、 ２８…スクライブ部、 ２９…所望のパターン、
３０…支持基板。

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】